特許 5674847 切削液濾過装置を備えた工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5674847

(24)【登録日】2015年1月9日

(45)【発行日】2015年2月25日

(54)【発明の名称】切削液濾過装置を備えた工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/00 20060101AFI20150205BHJP

【ＦＩ】

   B23Q11/00 U

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-69123(P2013-69123)

(22)【出願日】2013年3月28日

(65)【公開番号】特開2014-188659(P2014-188659A)

(43)【公開日】2014年10月6日

【審査請求日】2014年4月23日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001151

【氏名又は名称】あいわ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】石原 光告

【審査官】 大川 登志男

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２６８４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０７４３５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３２８３４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械を用いてワークを加工する際に使用した切削液を貯留するダーティ槽と、
該ダーティ槽に貯留された切削液を汲み上げるポンプと、
該ポンプで汲み上げられた切削液を、フィルタを収容するフィルタ容器の流入口から流入させ、前記フィルタ容器の開口から流出させることにより不純物を前記フィルタで濾過すると共に、圧縮空気又は切削液を前記開口から供給し、前記濾過した不純物をフィルタから除去して前記フィルタ容器の排出口から排出する逆洗浄機能を有する切削液濾過装置と、
を備えた工作機械において、
前記ポンプの吸入口に設けられ、前記ダーティ槽の切削液を濾過するサクションフィルタと、
該サクションフィルタの近傍に設けられ、負圧を発生させる負圧発生装置と、
を有することを特徴とする切削液濾過装置を備えた工作機械。

【請求項2】

工作機械を用いてワークを加工する際に使用した切削液を貯留するダーティ槽と、
該ダーティ槽に仕切りフィルタを介して接続されたセミダーティ槽と、
該セミダーティ槽に貯留された切削液を汲み上げるポンプと、
該ポンプで汲み上げられた切削液を、フィルタを収容するフィルタ容器の流入口から流入させ、前記フィルタ容器の開口から流出させることにより不純物をフィルタで濾過すると共に、圧縮空気又は切削液を前記開口から供給し、前記濾過した不純物をフィルタから除去して前記フィルタ容器の排出口から排出する逆洗浄機能を有する切削液濾過装置と、
を備えた工作機械において、
前記ダーティ槽の前記仕切りフィルタの近傍に設けられ、負圧を発生させる負圧発生装置と、
を有することを特徴とする切削液濾過装置を備えた工作機械。

【請求項3】

前記負圧発生装置は、前記排出口から排出された圧縮空気又は切削液を通過させることにより負圧を発生させることを特徴とする請求項１又は２に記載の切削液濾過装置を備えた工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械において、切粉やスラッジ等の不純物を除去するために使用されるフィルタやメッシュを洗浄するシステムを用いた工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械においては、加工中に発生した切粉やスラッジなどの不純物が切削液中に混入して、機械の性能及び信頼性に悪影響を及ぼすことから、これらを除去するためのフィルタが使用される。また、工作機械以外の分野においても、不純物を除去するためにフィルタやメッシュが使用されることは一般的である。
これらのフィルタやメッシュについては浄化性能の維持と寿命の延長を目的として洗浄することが行われている。その洗浄方法として、通常使用する際の切削液や流体の流れ方向とは逆の方向に切削液を流し、フィルタやメッシュに付着した切粉やスラッジ等の不純物をフィルタから取り除く逆洗動作を行う場合がある。なお、逆洗とは逆洗浄の略表記である。

【0003】

ここで、逆洗動作の概要を説明する。まず、逆洗を行うフィルタ及びフィルタ容器の流入側及び流出側の管路を閉じて、フィルタ及びフィルタ容器の内に残っている切削液が移動できないようにする。続いて、フィルタ内に通常時の切削液の流れ方向とは逆の方向に圧縮空気を供給すると共にフィルタ容器に配管されている排出管路の排出バルブを開く事により、圧縮空気によって加圧された切削液がフィルタを通過した後開かれた排出管路に流れるようにし、この切削液の流れによりフィルタに付着した切粉やスラッジなどの不純物を除去する。

【0004】

図４は従来の工作機械の切削液濾過装置を説明する図である。１１０はタンク、１１１はフィルタポンプ、１１２は流入側バルブ、１１３はフィルタ入りフィルタ容器、１１４は差圧スイッチ、１１５は排出バルブ、１１６はエア源、１１７はエア供給バルブ、１１８は流出側バルブ、１１９は切粉を含んだ切削液、１２０，１２１，１２２，１２３は管路である。１７０は工作機械本体である。

【0005】

工作機械本体１７０内に設けられる図示しない制御装置によって切削液濾過装置を動作させフィルタポンプ１１１を駆動し管路１２０を介して切粉を含んだ切削液１１９を汲み上げ、フィルタ容器１１３を介して、工作機械本体１７０にフィルタで濾過した切削液を供給する。フィルタ容器１１３内には切粉を含んだ切削液から切粉を濾過するための図示しないフィルタが設けられている。

【0006】

タンク１１０内に貯留された切粉を含んだ切削液１１９の濾過を続けていくと、フィルタ容器１１３内のフィルタに付着する切粉の量が徐々に増加していく。そのため、管路１２１と管路１２２の差圧が増加していく。管路１２１と管路１２２の差圧が予め設定された差圧以上になると差圧スイッチ１１４が作動し、逆洗動作が開始する。
逆洗動作はまず、フィルタポンプ１１１の駆動を停止しタンク１１０に貯留された切粉を含んだ切削液１１９の汲み上げを中断し、フィルタ容器１１３の流入側の管路１２１及び流出側の管路１２２をそれぞれ弁（流入側バルブ１１２，流出側バルブ１１８）によって閉じる。これにより、フィルタ容器１１３の内に残っている切削液はタンク１１０内および工作機械本体１７０に流出できない。

【0007】

続いて、エア源１１６に接続された弁（エア供給バルブ１１７）を開き、フィルタ容器１１３内に通常時の切削液の流れ方向とは逆の方向に圧縮空気を供給する。エア源１１６に接続された弁（エア供給バルブ１１７）を閉じると共にフィルタ容器１１３に接続されている排出弁（排出バルブ１１５）を開く事により、圧縮空気によって加圧された切削液が通常時の切削液の流れ方向とは逆の方向にフィルタ容器１１３内のフィルタを通過した後、管路１２３に設けられた排出バルブ１１５を通過してタンク１１０に戻る。この切削液の流れによりフィルタに付着した切粉やスラッジを除去する。

【0008】

工作機械において、前記の方法で、加工時に切削液を通過させるフィルタに付着した切粉やスラッジについては除去可能であるが、フィルタポンプ１１１の先端に装着されているサクションフィルタや、タンク内を仕切る仕切りフィルタ等にも切粉やスラッジが付着することがある。

【0009】

特許文献１には、ポンプのサクションフィルタに付着した切粉やスラッジを除去する方法として、フィルタに付着した切粉やスラッジなどの不純物を逆洗動作で除去する際の空気の流れをポンプのサクションフィルタに吹き付けることで、サクションフィルタに付着した切粉やスラッジを除去する技術が開示されている。
また、特許文献２には、工作機械の一つである旋盤において、切削工具によって生ずる切粉を吸引する切粉吸引口を設け、切削時に発生する切粉を吸引する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特許第３９７９２２３号公報

【特許文献2】特開２０１２−２１８１２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

従来技術の逆洗動作では、加工時に切削液を通過させるフィルタに付着した切粉やスラッジについては除去可能であるが、フィルタポンプ１１１の先端に装着されているサクションフィルタや、タンク内を仕切る仕切りフィルタ等に付着した切粉やスラッジ等の不純物を除去することはできない。
特許文献１に開示された技術は、フィルタに付着した切粉やスラッジなどの不純物を、逆洗動作で除去する際の空気の流れをポンプのサクションフィルタに吹き付けることで、サクションフィルタに付着した切粉やスラッジを除去する技術であるが、逆洗動作でサクションフィルタに吹き付ける切削液には、フィルタから除去された切粉やスラッジが含まれているので、この切削液を吹き付けることによってサクションフィルタの表面に新たに切粉やスラッジが付着する可能性がある。
また、特許文献２には、切削工具によって生ずる切粉を吸引する技術については開示されているものの、逆洗動作を利用し、サクションフィルタに付着した切粉やスラッジを除去するものではない。

【0012】

そこで本発明は、工作機械において、切粉やスラッジ等の不純物を除去するために使用されるフィルタやメッシュを洗浄するシステムを用いた工作機械を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本願の請求項１に係る発明では、工作機械を用いてワークを加工する際に使用した切削液を貯留するダーティ槽と、該ダーティ槽に貯留された切削液を汲み上げるポンプと、該ポンプで汲み上げられた切削液を、フィルタを収容するフィルタ容器の流入口から流入させ、前記フィルタ容器の開口から流出させることにより不純物を前記フィルタで濾過すると共に、圧縮空気又は切削液を前記開口から供給し、前記濾過した不純物をフィルタから除去して前記フィルタ容器の排出口から排出する逆洗浄機能を有する切削液濾過装置とを備えた工作機械において、前記ポンプの吸入口に設けられ、前記ダーティ槽の切削液を濾過するサクションフィルタと、該サクションフィルタの近傍に設けられ、負圧を発生させる負圧発生装置と、を有することを特徴とする切削液濾過装置を備えた工作機械が提供される。

【0014】

すなわち、請求項１に係る発明では、サクションフィルタの近傍に、負圧を発生させる負圧発生装置を備えることによって、サクションフィルタに付着した切粉やスラッジ等の不純物を除去することが可能となる。また、従来技術と異なり、フィルタの切粉やスラッジが含まれた切削液を吹き付けないために、フィルタから除去された切粉やスラッジがサクションフィルタに付着するおそれがない。

【0015】

本願の請求項２に係る発明では、工作機械を用いてワークを加工する際に使用した切削液を貯留するダーティ槽と、該ダーティ槽に仕切りフィルタを介して接続されたセミダーティ槽と、該セミダーティ槽に貯留された切削液を汲み上げるポンプと、該ポンプで汲み上げられた切削液を、フィルタを収容するフィルタ容器の流入口から流入させ、前記フィルタ容器の開口から流出させることにより不純物をフィルタで濾過すると共に、圧縮空気又は切削液を前記開口から供給し、前記濾過した不純物をフィルタから除去して前記フィルタ容器の排出口から排出する逆洗浄機能を有する切削液濾過装置とを備えた工作機械において、前記ダーティ槽の前記仕切りフィルタの近傍に設けられ、負圧を発生させる負圧発生装置と、を有することを特徴とする切削液濾過装置を備えた工作機械が提供される。

【0016】

すなわち、請求項２に係る発明では、ダーティ槽の仕切りフィルタの近傍に、負圧を発生させる負圧発生装置を備えることによって、仕切りフィルタに付着した切粉やスラッジ等の不純物を除去することが可能となる。また、従来技術と異なり、フィルタの切粉やスラッジが含まれた切削液を吹き付けないために、フィルタから除去された切粉やスラッジが仕切りフィルタに付着するおそれがない。

【0017】

本願の請求項３に係る発明では、逆洗機能を動作させた際にフィルタ容器から排出される圧縮空気又は切削液を負圧発生装置に供給し、この流れを利用して負圧を発生させることを特徴とする切削液濾過装置を備えた工作機械が提供される。

【0018】

すなわち、請求項３に係る発明では、負圧発生装置において負圧を発生させるために、圧縮空気を供給するコンプレッサーや切削液を供給するポンプを別途用意するのではなく、逆洗を行う際にフィルタ容器からダーティ槽に排出される圧縮空気又は切削液の流れを利用し、この流れを負圧発生装置に供給することにより負圧を発生させる。そして、この負圧の吸引力によって、仕切りフィルタに付着した切粉やスラッジ等の不純物を除去することが可能となる。

【発明の効果】

【0019】

本発明により、工作機械において切粉やスラッジを除去するために使用されるフィルタを逆洗する方法に関して、フィルタの逆洗効果を高めるシステムを有する工作機械を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第１の実施形態におけるフィルタ洗浄装置を説明する図である。

【図2】本発明の第２の実施形態におけるフィルタ洗浄装置を説明する図である。

【図3】本発明の実施形態の負圧発生装置の概要を示した概略図である。

【図4】従来の工作機械の切削液濾過装置を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態におけるフィルタ洗浄装置を説明する図である。１は制御装置を含む工作機械本体、２はダーティ槽、３はクリーン槽、４はフィルタポンプ、５は切削液の流れから見てフィルタポンプ４の後ろに設けられた逆止弁、６は逆洗フィルタ容器であり、フィルタポンプ４からの切削液が流入する流入口６ａ、濾過時に切削液が流出し、逆洗時にエアが流入する開口６ｂ、逆洗時にエアや切削液が排出する排出口６ｃが備えられており、内部には７の逆洗フィルタが設けられている。８は逆洗排出バルブ、１１はクリーン槽バルブ、１２はエア源、１３はエア供給バルブ、１４はエアの流れから見てエア供給バルブ１３の後ろに設けられた逆止弁、１５は切削液供給ポンプである。

【0022】

工作機械本体１においては、内部の制御装置によって制御されて図示しないワークを加工する。工作機械本体１を制御する内部の制御装置によって制御される切削液供給ポンプ１５によって、クリーン槽３に貯留された濾過された切削液が工作機械本体１に供給される。切削液は、ワーク加工において使用された後に、管路２２を介してダーティ槽２に回収される。
工作機械本体１内部の制御装置は、工作機械本体１の制御とともに、図１に点線で示されているように、フィルタポンプ４やエア源１２の駆動動作、逆洗排出バルブ８、クリーン槽バルブ１１、エア供給バルブ１３の開閉制御も行っている。

【0023】

まずは、工作機械における不純物を含んだ切削液の濾過について説明する。ダーティ槽２には工作機械本体１から回収された切削液が貯留されており、この切削液には切粉やスラッジなどの不純物が混入している。フィルタポンプ４は、ダーティ槽２に貯留された不純物を含んだ切削液をくみ上げ、流入口６ａを通じて逆洗フィルタ容器６に供給する。逆洗フィルタ容器６には、切削液中に混入した切粉やスラッジなどの不純物を除去するための逆洗フィルタ７が内部に設けられている。また、フィルタポンプ４と逆洗フィルタ容器６との間には、逆洗フィルタ容器６からの切削液及び後述する圧縮エアがフィルタポンプ４側へ逆流することを防ぐために逆止弁５が設けられている。また、排出口とダーティ槽２との間には逆洗排出バルブ８が、流出口とクリーン槽３との間にはクリーン槽バルブ１１が備えられている。

【0024】

不純物を含んだ切削液を濾過するときには、クリーン槽バルブ１１が開状態、逆洗排出バルブ８が閉状態、エア供給バルブ１３が閉状態に制御され、切削液は、ダーティ槽２、フィルタポンプ４によりくみ上げられ、逆止弁５から流入口６ａを通じて逆洗フィルタ容器６（逆洗フィルタ７）に供給され、逆洗フィルタ７において切粉、スラッジなどの不純物を除去した後、開口６ｂを通じて、ラインフィルタ１０を内部に備えたラインフィルタ容器９に供給される。ラインフィルタ１０は逆洗フィルタ７に比べて目が細かいフィルタが用いられており、切削液の供給にあたって、逆洗フィルタ７で濾過した切削液を、さらに目が細かいラインフィルタ１０で濾過することによって、クリーン槽３に供給する切削液の濾過性能を向上させることができる。ラインフィルタ１０から排出された切削液は、クリーン槽バルブ１１を通じてクリーン槽３へと排出される。なお、逆洗フィルタ容器６内の逆洗フィルタにおける切削液の流れについては、従来公知の構成であるため説明を省略する。
クリーン槽３には、図示しない液面高さ検出用のセンサーが設けられており、液面が低下したときにフィルタポンプ４が作動して、逆洗フィルタにおいて切削液の濾過を行った後に、クリーン槽３に切削液が供給される。

【0025】

切粉やスラッジ等の不純物を除去する逆洗フィルタ容器６内の逆洗フィルタ７は、性能の維持や寿命の延長を目的として、逆洗フィルタに付着した切粉やスラッジを取り除く洗浄動作を行うことがある。逆洗フィルタ７の洗浄動作の一例として逆洗動作がある。
図１に基づいて逆洗動作の方法を説明すると、洗浄を行う逆洗フィルタ７が装着された逆洗フィルタ容器６の流入側の逆止弁５及び流出側のクリーン槽バルブ１１を閉じ、逆洗フィルタ容器６の中に残っている切削液が移動できないようにしておき、続いてエア源１２に接続されたエア供給バルブ１３と逆止弁１４を開き、開口６ｂを通じて逆洗フィルタ容器６内に通常時の切削液の流れ方向とは逆の方向に圧縮空気を供給し、逆洗排出バルブ８を開くことによって、圧縮空気によって加圧された切削液が通常時の切削液の流れ方向とは逆の方向に逆洗フィルタ容器６内を通過した後、排出口６ｃを通じて逆洗排出バルブ８を通過してダーティ槽２に戻る。この切削液の流れにより、逆洗フィルタ７に付着した切粉やスラッジなどの不純物を除去することができる。

【0026】

次に、逆洗動作を用いた負圧発生装置１６における負圧の発生について説明する。図３は、負圧発生装置１６の概要を示した概略図である。４１は流入口、４２は排出口、４３は吸入口である。逆洗動作時には、逆洗フィルタ７から排出された切削液又は圧縮空気が、負圧発生装置１６の流入口４１から流入して、排出口４２から排出される。この切削液又は圧縮空気の流れによって、負圧発生装置内の圧力が低下して、内部に負圧が発生し、吸入口４３から排出口４２への切削液の流れが発生する。これにより、吸入口４３付近の切粉３０等が吸引されて排出口４２から排出される。

【0027】

第１の実施形態では、図１に示されたように、負圧発生装置１６の吸入口４３をサクションフィルタ２１に向けて設置することによって、逆洗動作時に負圧発生装置１６で発生する負圧の吸引力でサクションフィルタに付着した切粉３０等の不純物を除去することができる。

【0028】

（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態を示した図である。本実施形態においては、ダーティ槽を、ダーティ槽２とセミダーティ槽１８とに分け、両者の間は仕切りフィルタ１７で区切られている。
クリーン槽３に貯留された濾過された切削液が工作機械本体１に供給され、供給された切削液は、ワーク加工において使用された後に、管路２２を介してダーティ槽２に回収される。その後、切削液はダーティ槽２から仕切りフィルタ１７を通じてセミダーティ槽１８へと供給され、セミダーティ槽１８からフィルタポンプ４によって切削液をくみ上げて、流入口６ａを通じて逆洗フィルタ容器６に供給する。
また、逆洗動作を行う際には、逆洗フィルタ容器６からの切削液及び圧縮エアは、ダーティ槽２に排出される。

【0029】

本実施形態においては、ダーティ槽２からセミダーティ槽１８に切削液を供給する際の仕切りフィルタ１７に切粉３０等の不純物が付着する。そこで、負圧発生装置１６の吸入口４３を仕切りフィルタ１７に向けて設置することによって、逆洗動作時に負圧発生装置１６で発生する負圧の吸引力で、仕切りフィルタ１７に付着した切粉３０等の不純物を除去することができる。

【0030】

本実施形態においては、フィルタポンプ４の切削液と接する箇所にサクションフィルタ２１を設けているが、仕切りフィルタ１７において切粉３０等の不純物を十分除去できるのであれば、必ずしもサクションフィルタ２１は設けなくともよい。
また、本実施形態においては、１つの仕切りフィルタ１７に対して１つの負圧発生装置１６を配置しているが、複数の仕切りフィルタ１７がある場合や、仕切りフィルタ１７とフィルタポンプ４のサクションフィルタ２１がある場合には、１つの負圧発生装置１６によって、複数の仕切りフィルタ１７の洗浄を行ったり、仕切りフィルタ１７とサクションフィルタ２１の洗浄を行うようにすることも可能である。逆に、それぞれの仕切りフィルタ１７やサクションフィルタ２１に個別に負圧発生装置１６を配置することもできる。

【0031】

また、これらの実施形態における負圧発生装置１６は、逆洗動作における圧縮エアと切削液の流れを用いて負圧を発生させているが、必ずしも逆洗動作における圧縮エアと切削液によって負圧発生装置１６を作動させなければならないわけではなく、別の動力源等を用いて負圧発生装置１６を作動させることもできる。
さらに、これらの実施形態においては、ラインフィルタ１０で濾過された切削液はいったんクリーン槽３に貯留してから工作機械本体１に供給しているが、クリーン槽３を設けずに、ラインフィルタ１０で濾過された切削液を直接機械本体に供給することもできる。
また、内部のフィルタについても、これらの実施形態においては、逆洗フィルタ７とラインフィルタ１０の２つを設ける構成としているが、逆洗フィルタ７のみの構成とすることもできる。

【符号の説明】

【0032】

１ 工作機械本体
２ ダーティ槽
３ クリーン槽
４ フィルタポンプ
５ 逆止弁
６ 逆洗フィルタ容器
６ａ 流入口
６ｂ 開口
６ｃ 排出口
７ 逆洗フィルタ
８ 逆洗排出バルブ
９ ラインフィルタ容器
１０ ラインフィルタ
１１ クリーン槽バルブ
１２ エア源
１３ エア供給バルブ
１４ 逆止弁
１５ 切削液供給ポンプ
１６ 負圧発生装置
１７ 仕切りフィルタ
１８ セミダーティ槽
１９ 管路
２０ 管路
２１ サクションフィルタ
２２ 管路
３０ 切粉
４１ 流入口
４２ 排出口
４３ 吸入口
１１０ タンク
１１１ フィルタポンプ
１１２ 流入側バルブ
１１３ フィルタ入りフィルタ容器
１１４ 差圧スイッチ
１１５ 排出バルブ
１１６ エア源
１１７ エア供給バルブ
１１８ 流出側バルブ
１１９ 切削液
１２０，１２１，１２２，１２３ 管路
１７０ 工作機械本体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】