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【発明の名称】 クーラント浄化装置
【発明者】 【氏名】石川 俊一

【氏名】杉田 真人

【要約】 【課題】クーラント浄化装置において、クリーンタンク内に堆積した異物を除去する。

【構成】加工機械2の使用済みのクーラントをダーティタンク3によって回収する。ダーティタンク3では、クーラント中の切粉等の異物を沈殿させ、チップコンベア9によって掻き出して受け箱12によって回収する。さらに、クーラントをドラムフィルタ13によって濾過し、濾液をクリーンタンク4へ送る。クリーンタンク4では、ダーティタンク3から導入したクーラントを貯留し、低圧ポンプ15によって加工機械2へ供給する。低圧ポンプ15によって撹拌管路22のノズル23からクーラントを噴射してクリーンタンク4の底部を撹拌し、底部に堆積した異物を低圧ポンプ15によってクーラント共にドレン管路20を介してダーティタンク3へ戻す。これにより、クリーンタンク4内を清浄な状態に維持することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
加工機械から使用済みのクーラントを回収して浄化するダーティタンクと、該ダーティタンクで浄化されたクーラントを導入して貯留し、そのクーラントを前記加工機械へ供給するクリーンタンクとを備えたクーラント浄化装置において、
前記クリーンタンクの底部を撹拌する撹拌手段と、前記クリーンタンク内の底部からクーラントを前記ダーティタンクへ戻す戻し手段とを設けたことを特徴とするクーラント浄化装置。
【請求項2】
前記撹拌手段は、クーラントを噴射するノズルであることを特徴とする請求項1に記載のクーラント浄化装置。
【請求項3】
前記クリーンタンク内の底部をクーラントが透過可能な透過隔壁によって区画したことを特徴とする請求項1又は2に記載のクーラント浄化装置。
【請求項4】
前記クリーンタンクの底部に凹部が形成され、前記クリーンタンクの底部は前記凹部に向って傾斜されており、前記戻し手段は、前記凹部内からクーランを前記ダーティタンクへ戻すことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のクーラント洗浄装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、切削加工等の機械加工に使用されて異物が混入したクーラントを浄化するためのクーラント浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
マシニングセンタ等の加工機械で使用されたクーラントは、クーラント浄化装置によって回収され、切粉等の異物が除去された後、再び加工機械に供給されて再利用される。従来のクーラント浄化装置として、例えばドラムフィルタータイプのものが知られている。
【0003】
ドラムフィルタータイプのクーラント浄化装置は、例えば特許文献1に記載されているように、使用済みのクーラントを回収してクーラントから切粉等の異物を分離するダーティタンクと、ダーティタンクによって異物が除去されたクーラントを導入して貯留するクリーンタンクとを備えている。
【特許文献1】特開2003−326436号公報
【0004】
ダーティタンクは、タンク内にドラムフィルタ及びチップコンベアが設けられており、使用済みのクーラントをタンクに溜めて異物を沈殿させ、更に、ドラムフィルタを通して濾過してクリーンタンクへ送る。タンクの底部に沈殿した異物は、チップコンベアによって掻き出されて外部へ排出される。クリーンタンクは、ダーティタンクから、異物が分離、除去されたクーラントを導入し、これを一旦貯留し、ポンプによって加工機械へ供給する。このようにして、使用済みのクーラントを回収し、切粉等の異物を分離、除去して浄化した後、再び加工機械に供給して再利用する。
【0005】
しかしながら、上記従来のクーラント浄化装置では、次のような問題がある。ドラムフィルタとして目の細かい濾材を使用することによって濾過精度を高めることが可能であるが、流量が制限されると共に濾材が目詰まりしやすくなる。そこで、ドラムフィルタの内部に逆洗ノズルを設けて濾材の内側からクーラントを噴射して目詰まりを取除くと共に、許容範囲内において、ある程度目の粗い濾材を使用することによって必要な流量を確保する。この場合、ドラムフィルタを通過した細かい異物がクリーンタンクに流入する。そして、クリーンタンク内に流入した細かい異物は、クーラントと共にポンプに吸込まれて加工機械に供給されるが、その一部がクリーンタンク内で沈殿してタンクの底部に堆積することになる。このため、タンクの底部に堆積した異物を取除くためにクリーンタンク内を定期的(3〜6ヶ月毎)に洗浄する必要があり、設備のメンテナンスが煩雑なものとなっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、クリーンタンク内に堆積した異物を除去するようにしたクーラント浄化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】
【0007】
上記の課題を解決するために、請求項1に係る発明は、加工機械から使用済みのクーラントを回収して浄化するダーティタンクと、該ダーティタンクで浄化されたクーラントを導入して貯留し、そのクーラントを前記加工機械へ供給するクリーンタンクとを備えたクーラント浄化装置において、
前記クリーンタンクの底部を撹拌する撹拌手段と、前記クリーンタンク内の底部からクーラントを前記ダーティタンクへ戻す戻し手段とを設けたことを特徴とする。
請求項2の発明に係るクーラント浄化装置は、上記請求項1の構成において、前記撹拌手段は、クーラントを噴射するノズルであることを特徴とする。
請求項3の発明に係るクーラント浄化装置は、上記請求項1又は2の構成において、前記クリーンタンク内の底部をクーラントが透過可能な透過隔壁によって区画したことを特徴とする。
請求項4の発明に係るクーラント浄化装置は、上記請求項1乃至3のいずれかの構成において、前記クリーンタンクの底部に凹部が形成され、前記クリーンタンクの底部は前記凹部に向って傾斜されており、前記戻し手段は、前記凹部内からクーランを前記ダーティタンクへ戻すことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係るクーラント浄化装置によれば、撹拌手段によってクリーンタンク内の底部を撹拌することにより、クリーンタンク内の底部に堆積した異物を戻し手段によってクーラントと共にダーティタンクへ戻して、クリーンタンク内に堆積した異物を除去する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態に係るクーラント浄化装置1は、マシニングセンタ等の加工機械2にクーラントを供給し、また、使用済みのクーラントを回収、浄化して再使用するためのものであって、使用済みのクーラントを回収するダーティタンク3と、クーラントを貯留して加工機械2へ供給するクリーンタンク4とを備えている。
【0010】
ダーティタンク3は、断面形状が略矩形のダクト状に形成され、水平に延ばされた水平部5の一端部上面に使用済みのクーラントが投入される投入口6が設けられている。水平部5の他端側には、上方へ傾斜された傾斜部7が形成されており、傾斜部7の先端部下面には、排出口8が設けられている。ダーティタンク3内には、投入口6から排出口8まで延びるチップコンベア9が設けられている。チップコンベア9の下側のコンベアベルト10は、ダーティタンク3の底面に沿って一定の隙間をもって配置されており、その表面にダーティタンク3の底面を掻く複数のスクレパ11が装着されている。ダーティタンク3は一定量のクーラントを貯留し、切粉等の異物が混入された使用済みのクーラントが投入口6から投入されると、比重の大きい異物が沈殿してダーティタンク3の底部に堆積する。そして、チップコンベア9を作動させて、スクレパ11によってダーティタンク3の底部に堆積した異物を掻き出し、排出口8から外部の受け箱12へ排出する。
【0011】
ダーティタンク3の水平部5の傾斜部7側の端部付近には2つのドラムフィルタ13が設けられている。ドラムフィルタ13は、側面部に濾材が装着され、両端部がダーティタンク3の側壁を貫通して回転可能に支持されている。そして、ダーティタンク3内に貯留されたクーラントがドラムフィルタ13の濾材を外側から内側へ通過し、その濾液がドラムフィルタ13の両端部に設けられた流出口14から流出してクリーンタンク4に導入される。ドラムフィルタ13は、チップコンベア9と共に駆動されて一定の速度で回転する。また、ドラムフィルタ13の内部には逆洗ノズル(図示せず)が設けられており、逆洗ノズルによってクーラントを濾材の内側へ噴射することによって濾材の目詰まりを解消する。また、ドラムフィルタ13の濾材は、許容範囲内において、ある程度目の粗いものが使用されて必要な流量を確保している。
【0012】
クリーンタンク4は、矩形のタンクであり、ダーティタンク3の水平部5が一端側の側面部から挿入され、傾斜部7が上部から突出して他端側へ延出され、ドラムフィルタ13の流出口14を取囲むように配置されている。これにより、クリーンタンク4とダーティタンク3とはドラムフィルタ13を介して連通されており、これらに貯留されたクーラントの液面が同じ高さになっている。
【0013】
クリーンタンク4には、低圧ポンプ15及び中圧ポンプ16の2つのポンプが設けられている。低圧ポンプ15及び中圧ポンプ16は、クリーンタンク4内のクーラントを吸込み、それぞれ一定の低圧力(0.1〜0.2MPa程度)及び中圧力(1〜2MPa程度)で吐出する。低圧ポンプ15及び中圧ポンプ16の吐出口は、それぞれソレノイドバルブ17、18を介して加工機械2に接続されており、クリーンタンク4に貯留されたクーラントを加工機械2へそれぞれの圧力で供給する。更に、低圧ポンプ15の吐出口は、2つに分岐されており、その一方はソレノイド弁19を介してドレン管路20によってダーティタンク3に接続され、他方はソレノイド弁21を介して撹拌管路22(後述)に接続されている。そして、低圧ポンプ15の吸込口は、クリーンタンク4の底部付近に配置され、低圧ポンプ15及びドレン管路20によって、クリーンタンク4の底部付近からダーティタンク3へクーラントを戻すための戻し手段が形成されている。また、低圧ポンプ15の吐出口はダーティタンク3のドラムフィルタ13内に設けられた逆洗ノズルに接続されおり、逆洗ノズルに適宜クーラントを供給してドラムフィルタ13の目詰まりを解消する。
【0014】
撹拌管路22は、クリーンタンク4の底部の周囲を取囲むようにクリーンタンク4の側壁に沿って配置されている。撹拌管路22の側壁には、クリーンタンク4の底面に沿ってクーラントを噴射する複数のノズル23(撹拌手段)が設けられている。これらのノズル23は、クーラントを集中して噴射して遠方を撹拌するものと、拡散して噴射して近場を広範囲に撹拌するものとを適宜組合わせてクリーンタンク4の底部全体を撹拌するようになっている。
【0015】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
加工機械2で使用されて切粉等の異物が混入された使用済みのクーラントが投入口6からダーティタンク3内に投入される。ダーティタンク3内では、比重の大きい切粉等の異物が沈殿して底部に堆積する。そして、チップコンベア9を作動させてスクレパ11によって底部に堆積した異物を掻き出して排出口8から排出して受け箱12によって回収する。更に、ダーティタンク3内のクーラントは、ドラムフィルタ13を通過し、その濾液が流出口14から流出してクリーンタンク4に貯留される。このようにして、クーラントから異物を分離、除去して、浄化されたクーラントをクリーンタンク4内に貯留する。
【0016】
クリーンタンク4では、加工機械2にクーラントを供給する場合には、ソレノイド弁19、21を閉じ、ソレノイド弁17、18を開いて低圧ポンプ15及び中圧ポンプ16を作動させる。これにより、クリーンタンク4内のクーラントを低圧ポンプ15及び中圧ポンプ16によってそれぞれの圧力で加工機械2に供給する。
【0017】
クリーンタンク4では、ドラムフィルタ13を通過した異物が沈殿して底部に徐々に堆積するため、次に示す洗浄運転を実行する。洗浄運転時には、ソレノイド弁17を閉じ、ソレノイド弁19、21を開いて低圧ポンプ15を作動させて、撹拌管路22のノズル23からクーラントを噴射する。これにより、クリーンタンク4内の底部のクーラントが撹拌されて、底部に堆積した異物がクーラントに混入される。異物が混入されたクーラントは、クリーンタンク4の底部付近に配置された低圧ポンプ15の吸込口から吸込まれ、ドレン管路20を介してダーティタンク3へ戻される。これにより、クリーンタンク4内に堆積した異物が除去されるので、従来3〜6ヶ月毎に行う必要があったクリーンタンク4の洗浄は12ヶ月毎に行えばよくなり、設備のメンテナンスの手間を大幅に軽減することができる。ダーティタンク3へ送られたクーラントは、異物が沈殿して分離され、ドラムフィルタ13を通過して再びクリーンタンク4に流入する。これにより、クーラントに混入された異物を沈殿によって更に50%程度除去することが可能であり、濾過精度高めてクーラントの長寿命化を図ることができる。
【0018】
次に、加工機械2及びクーラント浄化装置1の運転サイクルの一例について、図5を参照して説明する。なお、クーラント浄化装置1の中圧ポンプ16は、必要に応じて適宜運転されるものとして特に説明はしない。
【0019】
図5に示すように、加工機械2において、ワークを搬入して治具にセットする際には、クーラント浄化装置1では低圧ポンプ15を停止させる。加工機械2において、加工サイクルが開始されたとき、クーラント浄化装置1では、ソレノイド弁17を開きソレノイドバルブ19、21を閉じて低圧ポンプ15を作動させ、クリーンタンク4から加工機械2へ必要なクーラントを供給する。加工サイクルが終了してワークを治具から離脱する際には、治具を洗浄するため、クーラント浄化装置2では引続きクーラントの供給を続ける。その後、加工機械2において、治具の洗浄が終了してワークを搬出する際、クーラント浄化装置1では、ソレノイド弁17を閉じ、ソレノイド弁19、21を開いて低圧ポンプ15を作動させ、クリーンタンク4の洗浄運転を実行する。そして、クリーンタンク4の洗浄が終了した後、低圧ポンプ15を停止する。
【0020】
このように、加工機械2の運転サイクル毎に、加工機械2へクーラントを供給していないとき、クーラント浄化装置1の洗浄運転を実行することにより、低圧ポンプ15の負荷を軽減して低圧ポンプ15の容量を低く抑え、これにより、設備コストを低減することができる。
【0021】
次に、本実施形態の第2実施形態について、図3を参照して説明する。なお、図3にはクリーンタンク4及び低圧ポンプ15のみを図示し、上記第1実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【0022】
図3に示すように、第2実施形態に係るクーラント浄化装置では、クリーンタンク4の底部が多孔板、金網等のクーラントが透過可能な透過性隔壁24によって区画されており、撹拌管路23が透過性隔壁24の底部側に配置されている。また、低圧ポンプ15の吸込管は、供給用吸込管25と洗浄用吸込管26の2つに分岐されて、それぞれにソレノイド弁27、28が設けられており、供給用吸込管25は透過隔壁24の上方に吸込口が配置され、また、洗浄用吸込管26は透過隔壁24を貫通して吸込口がクリーンタンク4の底部付近に配置されている。
【0023】
これにより、加工機械2にクーラントを供給する場合には、ソレノイド弁28を閉じソレノイド弁27を開いて低圧ポンプ15を作動させることにより、異物が少ないクリーンタンク4の上部のクーラントを加工機械2へ供給する。また、洗浄運転時には、撹拌管路22のノズル23からクーラントを噴射してクリーンタンク4の底部を撹拌すると共に、ソレノイド弁27を閉じソレノイド弁28を開いて低圧ポンプ15を作動させることにより、クリーンタンク4の底部に堆積した異物をクーラントと共にダーティタンク3へ戻す。このとき、透過隔壁24によって、撹拌された異物がクリーンタンク4の上部へ移動しにくくなるので、クーラントを加工機械2へ供給する際には清浄なクーラントを供給することができる。
【0024】
次に、本発明の第3実施形態について、図4を参照して説明する。なお、図4にはクリーンタンク4及び低圧ポンプ15のみを図示し、上記第1及び第2実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【0025】
図4に示すように、第3実施形態に係るクーラント浄化装置では、クリーンタンク4は、底部が中央に向って下方へ傾斜されており、その底部の中央部に沈殿した異物を溜める収集凹部29(凹部)が形成されている。低圧ポンプ15の吸込管は、上記第2実施形態のものと同様、2つに分岐されており、洗浄用吸込管26の先端部が収集凹部29内に挿入されている。
【0026】
これにより、加工機械2にクーラントを供給する場合には、ソレノイド弁28を閉じソレノイド弁27を開いて低圧ポンプ15を作動させることにより、異物が少ないクリーンタンク4の上部のクーラントを加工機械2へ送ることができる。また、洗浄運転時には、撹拌管路22のノズル23からクーラントを噴射してクリーンタンク4の底部に堆積した異物を中央の収集凹部29へ移動させると共に、ソレノイド弁27を閉じソレノイド弁28を開いて低圧ポンプ15を作動させることにより、収集凹部29内に収集された異物をクーラントと共にダーティタンク3へ戻して、クリーンタンク4から効率よく異物を除去することができる。このとき、撹拌管路22のノズル23の向きを調整して、クーラントの噴射によってクリーンタンク4内の底部に渦を発生させることにより、底部に堆積した異物を中央の収集凹部29に異動させるようにしてもよい。
【0027】
なお、上記第1乃至第3実施形態では、複数のノズル23によってクリーンタンク4内を撹拌しているが、本発明は、これに限らず、単一のノズル、モータによって駆動される羽根等、クリーンタンク4内に堆積した異物をクーラントと共に撹拌可能なものであれば他の機械的な撹拌手段を用いてクリーンタンク4内を撹拌するようにしてもよい。また、クリーンタンク4の底部付近からダーティタンク3へクーラントを戻すための戻し手段は、上述の低圧ポンプ15及びドレン管路20の他、撹拌によってクーラントに混入した異物をクーラントと共にクリーンタンク4からダーティタンク3へ戻すことが可能なものであれば、他のポンプ、管路、バルブ等の流体要素の組合せを用いたものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の第1実施形態に係るクーラント浄化装置の概略構成を示す平面図である。
【図2】図1に示すクーラント浄化装置の概略構成を示す側面図である。
【図3】本発明の第2実施形態に係るクーラント浄化装置のクリーンタンクの概略構成を示す側面図である。
【図4】本発明の第3実施形態に係るクーラント浄化装置のクリーンタンクの概略構成を示す側面図である。
【図5】本発明の一実施形態に係るクーラント浄化装置の運転サイクルを示す説明図である。
【符号の説明】
【0029】
1 クーラント浄化装置、2 加工機械、 3 ダーティタンク、4 クリーンタンク、15 低圧ポンプ(戻し手段)、20 ドレン管路(戻し手段)、23 ノズル(撹拌手段)、24 透過隔壁、29 収集凹部(凹部)
【出願人】 【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【出願日】 平成18年7月3日(2006.7.3)
【代理人】 【識別番号】100068618
【弁理士】
【氏名又は名称】萼 経夫

【識別番号】100093193
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 壽夫

【識別番号】100104145
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 嘉夫

【識別番号】100109690
【弁理士】
【氏名又は名称】小野塚 薫

【識別番号】100135035
【弁理士】
【氏名又は名称】田上 明夫

【識別番号】100131266
【弁理士】
【氏名又は名称】▲高▼ 昌宏


【公開番号】 特開2008−12603(P2008−12603A)
【公開日】 平成20年1月24日(2008.1.24)
【出願番号】 特願2006−183346(P2006−183346)