IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ オークマ株式会社の特許一覧

<>
  • 特開-切削液循環装置 図1
  • 特開-切削液循環装置 図2
  • 特開-切削液循環装置 図3
  • 特開-切削液循環装置 図4
  • 特開-切削液循環装置 図5
  • 特開-切削液循環装置 図6
  • 特開-切削液循環装置 図7
  • 特開-切削液循環装置 図8
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024155546
(43)【公開日】2024-10-31
(54)【発明の名称】切削液循環装置
(51)【国際特許分類】
   B23Q 11/00 20060101AFI20241024BHJP
   B23Q 11/10 20060101ALI20241024BHJP
   B01D 35/02 20060101ALI20241024BHJP
   B01D 29/11 20060101ALI20241024BHJP
【FI】
B23Q11/00 U
B23Q11/10 E
B01D35/02 E
B01D29/10 530B
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023070345
(22)【出願日】2023-04-21
(71)【出願人】
【識別番号】000149066
【氏名又は名称】オークマ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100078721
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 喜樹
(74)【代理人】
【識別番号】100121142
【弁理士】
【氏名又は名称】上田 恭一
(72)【発明者】
【氏名】笹山 開史
(72)【発明者】
【氏名】後藤 幸夫
【テーマコード(参考)】
3C011
4D116
【Fターム(参考)】
3C011BB31
3C011EE09
4D116AA26
4D116BB01
4D116BC44
4D116BC48
4D116DD05
4D116RR01
4D116RR05
4D116RR16
4D116TT02
4D116TT07
4D116UU09
4D116VV04
4D116VV12
(57)【要約】
【課題】スラッジの滞留及び堆積を効果的に抑制する。
【解決手段】切削液循環装置1は、工作機械から排出される切削液を貯留するタンク槽2と、タンク槽2内に設けられ、切削液を濾過するドラムフィルタ3と、ドラムフィルタ3で濾過されたタンク槽2内の切削液を汲み上げる第1ポンプ4と、第1ポンプ4で汲み上げられた切削液を濾過する2次フィルタ7と、を含む。そして、タンク槽2内には、切削液が循環する環状流路32と、その環状流路32の内側に設けた仕切板25によって囲まれる中央空間31とが形成されて、2次フィルタ7で濾過された切削液は中央空間31へ供給されると共に、仕切板25には、環状流路32と連通して中央空間31内の切削液を環状流路32へ流入させる開口部33が形成されている。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
工作機械から排出される切削液を貯留するタンク槽と、
前記タンク槽内に設けられ、切削液を濾過する1次フィルタと、
前記1次フィルタで濾過された前記タンク槽内の切削液を汲み上げる第1ポンプと、
前記第1ポンプで汲み上げられた切削液を濾過する2次フィルタと、を含み、
前記タンク槽内には、切削液が循環する環状流路と、その環状流路の内側に設けた仕切板によって囲まれる中央空間とが形成されて、前記2次フィルタで濾過された切削液は前記中央空間へ供給されると共に、
前記仕切板には、前記環状流路と連通して前記中央空間内の切削液を前記環状流路へ流入させる開口部が形成されていることを特徴とする切削液循環装置。
【請求項2】
前記開口部は、前記仕切板の下端から開口形成されていることを特徴とする請求項1に記載の切削液循環装置。
【請求項3】
前記開口部は、前記下端を含む前記仕切板の下部に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の切削液循環装置。
【請求項4】
前記開口部は、前記開口部から前記環状流路へ流入する切削液の流速と、前記環状流路を流れる切削液の流速とが等しくなるように形成されていることを特徴とする請求項2に記載の切削液循環装置。
【請求項5】
前記開口部は、前記開口部から前記環状流路へ流入する切削液の流速と、前記環状流路を流れる切削液の流速とが、少なくとも前記工作機械のアイドル状態で等しくなるように形成されていることを特徴とする請求項4に記載の切削液循環装置。
【請求項6】
前記1次フィルタは、軸方向に直交する端面に濾過後の切削液の出口が形成されたドラムフィルタであり、前記ドラムフィルタと前記環状流路とは、前記軸方向に隣接配置されて、前記出口から流出する切削液が直接前記環状流路へ流れ込み可能となっていることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の切削液循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、工作機械から排出される切削液を貯留して濾過し、工作機械に再供給する切削液循環装置に関する。なお、切削液は、クーラントとも称され、切削液循環装置は、スラッジレスタンクとも称される。
【背景技術】
【0002】
工作機械に併設される装置として切削液循環装置が知られている。切削液循環装置は、工作機械の加工室に供給されて工作機械から排出された切削液から、切粉等の不純物であるスラッジを分離し、濾過後の切削液を再び工作機械に供給して再使用させる。
このような切削液循環装置は、人の手による清掃やメンテナンスが必要で、清掃やメンテナンスを怠ると、加工室内の洗浄効果が十分に得られず、最悪の場合機械の破損に繋がる。
そこで、切削液循環装置の例として、特許文献1には、工作機械から排出されたクーラントをタンクで貯留して濾過した後、工作機械に戻すようにしたクーラントシステムが開示されている。このシステムでは、工作機械から回収タンクに排出されたクーラントを、ポンプで汲み上げて一次濾過装置で濾過した後、外周クーラント槽と中央クーラント槽とに仕切られた一次タンクの中央クーラント槽に供給する。中央クーラント槽のクーラントは、ポンプで汲み上げられて二次濾過装置で浄化された後、二次タンクに貯留されて工作機械に送られる。二次タンクでオーバーフローしたクーラントは、一次タンクの外周クーラント槽に供給されて、中央クーラント槽との間の仕切部材に設けられたスリットを介して中央クーラント槽に移動するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第5930938号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1のクーラントシステムは、一次タンクの中央クーラント槽に浄化前のクーラントが貯留されるため、中央クーラント槽にスラッジが滞留して堆積しやすくなる。よって、中央クーラント槽からクーラントを汲み上げるポンプの故障の原因になり、メンテナンスの頻度も多くなってしまう。
【0005】
そこで、本開示は、スラッジの滞留及び堆積を効果的に抑制することができる切削液循環装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本開示は、工作機械から排出される切削液を貯留するタンク槽と、
前記タンク槽内に設けられ、切削液を濾過する1次フィルタと、
前記1次フィルタで濾過された前記タンク槽内の切削液を汲み上げる第1ポンプと、
前記第1ポンプで汲み上げられた切削液を濾過する2次フィルタと、を含む。
そして、前記タンク槽内には、切削液が循環する環状流路と、その環状流路の内側に設けた仕切板によって囲まれる中央空間とが形成されて、前記2次フィルタで濾過された切削液は前記中央空間へ供給されると共に、
前記仕切板には、前記環状流路と連通して前記中央空間内の切削液を前記環状流路へ流入させる開口部が形成されていることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、前記開口部は、前記仕切板の下端から開口形成されていることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、前記開口部は、前記下端を含む前記仕切板の下部に形成されていることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、前記開口部は、前記開口部から前記環状流路へ流入する切削液の流速と、前記環状流路を流れる切削液の流速とが等しくなるように形成されていることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、前記開口部は、前記開口部から前記環状流路へ流入する切削液の流速と、前記環状流路を流れる切削液の流速とが、少なくとも前記工作機械のアイドル状態で等しくなるように形成されていることを特徴とする。
本開示の別の態様は、上記構成において、前記1次フィルタは、軸方向に直交する端面に濾過後の切削液の出口が形成されたドラムフィルタであり、前記ドラムフィルタと前記環状流路とは、前記軸方向に隣接配置されて、前記出口から流出する切削液が直接前記環状流路へ流れ込み可能となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、切削液が1次フィルタと2次フィルタとを順番に通過して中央空間に戻されて環状流路に合流する循環が繰り返される。よって、タンク槽でのスラッジの滞留及び堆積を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】切削液循環装置の斜視図である。
図2】切削液循環装置におけるドラムフィルタの出口部分での水平断面図である。
図3】変更例1の切削液循環装置の斜視図である。
図4】変更例1の切削液循環装置におけるドラムフィルタの出口部分での水平断面図である。
図5】変更例2の切削液循環装置の斜視図である。
図6】変更例2の切削液循環装置におけるドラムフィルタの出口部分での水平断面図である。
図7】変更例3の切削液循環装置の斜視図である。
図8】変更例3の切削液循環装置におけるドラムフィルタの出口部分での水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、切削液循環装置の一例を示す斜視図、図2は、図1におけるドラムフィルタの出口部分での水平断面図である。切削液循環装置1は、タンク槽2と、ドラムフィルタ3と、第1ポンプ4と、第2ポンプ5と、第3ポンプ6と、2次フィルタ7とを備えている。ここでは便宜上図1での右上側、図2での上側を前方として前後左右の向きを規定する。
タンク槽2は、周囲が外壁10で囲まれる有底槽である。外壁10は、左右方向に延びる前壁11及び後壁12と、前後方向に延びる左壁13及び右壁14とを有する平面視横長矩形状となっている。
タンク槽2内には、コンベヤ15が設置されている。コンベヤ15には、図示しない工作機械で使用されて切粉等のスラッジを含む切削液が排出される。コンベヤ15は、タンク槽2内の左寄りで左壁13及び後壁12との間に所定間隔をおいて前後方向に配置されている。よって、左壁13との間でコンベヤ15の左側には、前後方向に延びる左側流路16が形成されている。また、後壁12との間でコンベヤ15の後側には、左側流路16の後端と繋がって右方向に延びる後側流路17が形成されている。コンベヤ15の右側でタンク槽2内には、後側流路17と連通する平面視横長矩形状の貯留領域20が形成されている。
【0010】
ドラムフィルタ3は、コンベヤ15内の下部で軸方向を左右方向とした向きで設置されている。ドラムフィルタ3は、外周面のフィルタ部で切削液を濾過して所定の大きさ以上のスラッジを取り除く。取り除かれたスラッジは、コンベヤ15によって外部に排出される。
ドラムフィルタ3で濾過された切削液は、ドラムフィルタ3の左右両端から排出される。コンベヤ15の左右の側面には、ドラムフィルタ3から排出される切削液をタンク槽2内に排出する出口21,21が設けられている。左側の出口21から排出される切削液は、左側流路16に流入する。右側の出口21から排出される切削液は、貯留領域20に流入する。ドラムフィルタ3は、本開示の1次フィルタの一例である。
【0011】
貯留領域20において、前側左右の角部には、角部を面取りする格好で角部整流板22,22が設けられている。また、コンベヤ15の後部右側面には、後側整流板23が設けられている。後側整流板23は、コンベヤ15の右側の出口21よりも後方位置から右側へ突出している。後側整流板23とコンベヤ15の右側面とで形成される角部にも、角部整流板22が設けられている。後側整流板23と後壁12との間には、後側流路17と延長状に繋がって右方向へ延びる合流流路24が形成されている。
貯留領域20内の中央には、仕切板25が設けられている。仕切板25は、前板26と、後板27と、左板28と、右板29と、4つの傾斜板30,30・・とを備えている。前板26は、前壁11の後方で前壁11と平行に左右方向へ延びている。後板27は、後壁12及び後側整流板23の前方で後壁12と平行に左右方向へ延びている。左板28は、コンベヤ15の右側でコンベヤ15の右側面と平行に前後方向へ延びている。右板29は、右壁14の左側で右壁14と平行に前後方向へ延びている。傾斜板30は、周方向で隣接する各板同士を繋いでいる。
【0012】
よって、仕切板25は、平面視で左右方向に延びるループ状となって、貯留領域20の中央に、中央空間31を仕切形成している。また、後側整流板23の前側には、仕切板25の周囲を周回する環状流路32が形成される。環状流路32は、後側整流板23の右側で合流流路24と繋がっている。
仕切板25において、後板27の左側端部には、開口部33が形成されている。開口部33は、後板27の下端から所定高さで矩形に切り欠き形成されて、タンク槽2内に貯留される切削液の液面よりも下側で開口するアンダーフローとなっている。この開口部33により、中央空間31は環状流路32と連通する。左板28と後板27とを繋ぐ傾斜板30は、後板27を越えて開口部33の後側まで突出する延長部34を備えている。
開口部33により、中央空間31内の切削液は、環状流路32へ流れ込むことができる。ここで、開口部33の開口面積は、開口部33を通過する切削液の流速と、環状流路32を流れる切削液の流速とが少なくとも工作機械のアイドル状態で等しくなるように設定されている。
【0013】
第1ポンプ4は、貯留領域20の後側右の角部に配置されている。第1ポンプ4は、図示しない配管を介して、ドラムフィルタ3内の図示しない洗浄ノズルと、2次フィルタ7と、第1助勢ノズル35及び第2助勢ノズル36と接続されている。
よって、第1ポンプ4で汲み上げられた切削液の一部は、洗浄ノズルからドラムフィルタ3の外周面に内部から噴出されてドラムフィルタ3を洗浄する。
また、第1ポンプ4で汲み上げられた切削液の他の一部は、2次フィルタ7に送られて濾過される。2次フィルタ7は、タンク槽2の外部に設置されるサイクロンフィルタで、図示しない配管を介して、中央空間31内の右側に設けられた吐出口37と接続されている。吐出口37は、左向きに配置されている。
さらに、第1ポンプ4で汲み上げられた切削液の残りの一部は、第1、第2助勢ノズル35,36からタンク槽2内に戻される。第1助勢ノズル35は、タンク槽2の後側左の角部で右向きに設けられている。第2助勢ノズル36は、貯留領域20における前壁11と前板26との間で左向きに設けられている。
【0014】
第2ポンプ5は、後側整流板23の右側で合流流路24と環状流路32との間に配置されている。第2ポンプ5は、図示しない配管を介して工作機械に接続されて、貯留領域20内の切削液を工作機械の加工室に供給可能となっている。
第3ポンプ6は、中央空間31内の左側に配置されている。第3ポンプ6で汲み上げられた切削液は、図示しない配管を介して工作機械の主軸に供給される。
【0015】
以上の如く構成された切削液循環装置1において、工作機械からコンベヤ15に回収された切削液は、ドラムフィルタ3を通過して濾過された後、左右の出口21,21から左側流路16と貯留領域20とに排出される。よって、貯留領域20では、右側の出口21から仕切板25の後側で環状流路32に切削液が流れ込むため、環状流路32には、図2に矢印で示すように左回りでの切削液の流れが生じる。同時に、左側の出口21から流れ込む切削液により、左側流路16を前方から後方へ流れた後、後側流路17を左から右へ流れて合流流路24に至り、環状流路32と合流する流れが生じる。
【0016】
そして、第1ポンプ4が稼働すると、汲み上げられた切削液の一部は、ドラムフィルタ3の内部で洗浄ノズルから噴出されてドラムフィルタ3を洗浄した後、左右の出口21,21からタンク槽2に戻される。切削液の他の一部は、2次フィルタ7で濾過されて吐出口37から中央空間31内に戻される。切削液の残りの一部は、第1、第2助勢ノズル35,36から吐出される。
よって、タンク槽2内では、第1助勢ノズル35によって後側流路17及び合流流路24の流れが助勢されると共に、第2助勢ノズル36によって環状流路32の流れが助勢される。
また、中央空間31では、右から左への切削液の流れが生じる。中央空間31は比較的面積が小さく、流速も速くはないが、2次フィルタ7で濾過された切削液が流れ込むため、スラッジの堆積は生じにくい。
中央空間31内の切削液は、開口部33から延長部34に沿って環状流路32へ流れ込んで環状流路32の流れを助勢する。第1ポンプ4の稼働中は開口部33から常に切削液が流れ込むため、環状流路32内のスラッジを含んだ切削液が中央空間31内に浸入しにくくなっている。
【0017】
第2ポンプ5が稼働すると、汲み上げられた切削液は、加工室内に供給される。
第3ポンプ6が稼働すると、汲み上げられた切削液は、主軸に装着した工具から噴出される。ここでの切削液は、2次フィルタ7で濾過されたクリーンなものであるため、供給流路での切粉詰まりが生じにくくなる。
なお、環状流路32から中央空間31への切削液の逆流を防止するため、第3ポンプ6から工作機械へ供給する切削液の量は、2次フィルタ7で濾過されて吐出口37から吐出される量未満に制限されている。
【0018】
このように、切削液循環装置1は、工作機械から排出される切削液を貯留するタンク槽2と、タンク槽2内に設けられ、切削液を濾過するドラムフィルタ3と、ドラムフィルタ3で濾過されたタンク槽2内の切削液を汲み上げる第1ポンプ4と、第1ポンプ4で汲み上げられた切削液を濾過する2次フィルタ7と、を含む。
そして、タンク槽2内には、切削液が循環する環状流路32と、その環状流路32の内側に設けた仕切板25によって囲まれる中央空間31とが形成されて、2次フィルタ7で濾過された切削液は中央空間31へ供給されると共に、仕切板25には、環状流路32と連通して中央空間31内の切削液を環状流路32へ流入させる開口部33が形成されている。
この構成によれば、切削液がドラムフィルタ3と2次フィルタ7とを順番に通過して中央空間31に戻されて環状流路32に合流する循環が繰り返される。よって、タンク槽2でのスラッジの滞留及び堆積を効果的に抑制することができる。
【0019】
開口部33は、仕切板25の下端から開口形成されているので、切削液が中央空間31から環状流路32に流れ込む際のタンク槽2の底部でのスラッジの滞留及び堆積をより効果的に抑制することができる。
開口部33は、仕切板25の下端を含む仕切板25の下部に形成されているので、切削液はアンダーフローで環状流路32に流れ込み、スラッジの滞留及び堆積防止に効果的となる。
開口部33は、開口部33から環状流路32へ流入する切削液の流速と、環状流路32を流れる切削液の流速とが等しくなるように形成されている。
よって、環状流路32での切削液の流れを阻害することなく中央空間31から環状流路32へ切削液を合流させることができる。
開口部33は、開口部33から環状流路32へ流入する切削液の流速と、環状流路32を流れる切削液の流速とが、少なくとも工作機械のアイドル状態で等しくなるように形成されている。
よって、最も切削液の貯留量が少なく、流れも遅くなるアイドル状態でのスラッジの滞留及び堆積を抑制できる。
【0020】
1次フィルタを、軸方向に直交する端面に濾過後の切削液の出口が形成されたドラムフィルタ3として、ドラムフィルタ3と環状流路32とをドラムフィルタ3の軸方向に隣接配置し、ドラムフィルタ3の出口から流出する切削液が直接環状流路32へ流れ込み可能となっている。
よって、工作機械から流れ込む切削液はポンプを用いることなくドラムフィルタ3で濾過できる。また、ドラムフィルタ3から流出する切削液により環状流路32の流れを助勢可能となる。
【0021】
なお、上記形態では、開口部を仕切板の下部に形成してアンダーフローとしているが、開口部の構造はこの形態に限らない。以下、変更例を説明する。
図3及び図4は、仕切板25の後板27の左端を傾斜板30から離して、後板27の高さ方向の全域を開口部33aとした変更例1を示している。
この変更例1によれば、中央空間31から環状流路32へ流れ込む切削液の量が多くなり、環状流路32での流れの助勢効果が向上すると共に、環状流路32から中央空間31への切削液の逆流防止効果も向上する。
図5及び図6は、仕切板25の前後2箇所に、アンダーフローとなる開口部33b,33bを設けた変更例2を示している。ここでは前板26及び後板27の途中に、左端部よりも右端部が前側となる傾斜部40,40を形成して、各傾斜部40の下部に、所定高さで矩形に切り欠き形成される開口部33bを設けている。前板26における傾斜部40の左側では、傾斜部40を越えて右側へ突出する延長部41が形成されている。後板27における傾斜部40の右側にも、傾斜部40を越えて左側へ突出する延長部41が形成されている。
この変更例2によれば、中央空間31内の切削液が前後2箇所の開口部33b,33bから環状流路32の流れ方向に流出するため、環状流路32の流れへの助勢効果が高くなる。
図7及び図8は、仕切板25の前後2箇所に、前板26及び後板27の高さ方向の全域を開口部33c,33cとした変更例3を示している。ここでは前板26及び後板27の途中を分断して仕切板25の左側部分よりも右側部分を前寄りに配置することで、前板26では左向きに開口し、後板27では右向きに開口する開口部33cをそれぞれ形成している。
この変更例3においても、中央空間31内の切削液が前後2箇所の開口部33c,33cから環状流路32の流れ方向に流出するため、環状流路32の流れへの助勢効果が高くなる。
【0022】
各形態及び各変更例に共通して、環状流路の流れ方向は逆、すなわち右回りであってもよい。この場合、吐出口及び第3ポンプの位置も左右逆となり、開口部も左右逆となる。コンベヤもタンク槽の右側寄りに配置して、ドラムフィルタから流出する切削液を左側の出口から環状流路に合流させてもよい。
開口部は、仕切板に3箇所以上設けてもよい。構造が異なる上記形態及び変更例1~3の開口部を組み合わせて採用してもよい。開口部の位置も適宜変更できる。開口部は、仕切板の左板や右板に設けてもよい。
仕切板及びタンク槽の平面視形状も適宜変更可能である。平面視正方形や多角形、正円形、長円形、楕円形等も採用できる。
ポンプの位置や数も適宜変更できる。上記形態では、第1ポンプを第1、第2助勢ノズル、1次フィルタ、2次フィルタそれぞれへの切削液の供給用としているが、第1、第2助勢ノズルへの供給用と、1次フィルタへの供給用とでそれぞれ別のポンプを用いてもよい。
1次フィルタは、ドラムフィルタに限らない。コンベヤ設置槽をタンク槽と別に設けて、コンベヤ設置槽からポンプで汲み上げた切削液をタンク槽に設けた1次フィルタで濾過してもよい。
【符号の説明】
【0023】
1・・切削液循環装置、2・・タンク槽、3・・ドラムフィルタ、4・・第1ポンプ、5・・第2ポンプ、6・・第3ポンプ、7・・2次フィルタ、10・・外壁、15・・コンベヤ、16・・左側流路、17・・後側流路、20・・貯留領域、21・・出口、24・・合流流路、25・・仕切板、31・・中央空間、32・・環状流路、33,33a~33c・・開口部、35・・第1助勢ノズル、36・・第2助勢ノズル、37・・吐出口。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8