特許 7515978 クーラント浄化装置

(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】

(24)【登録日】2024-07-05

(45)【発行日】2024-07-16

(54)【発明の名称】クーラント浄化装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/00 20060101AFI20240708BHJP

   B01D 29/00 20060101ALI20240708BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/00 U

B01D23/02 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020184366

(22)【出願日】2020-11-04

(65)【公開番号】P2022074379

(43)【公開日】2022-05-18

【審査請求日】2023-08-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100155457

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 祐輔

(72)【発明者】

【氏名】古賀 省伍

(72)【発明者】

【氏名】山田 学

【審査官】野口 絢子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１２３７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１３８１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５２－１６１５７３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０７－１２４８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１５８５５９７（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ１１／００

Ｂ０１Ｄ２３／００－３５／０４

Ｂ０１Ｄ３５／０８－３７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機から排出される切粉を含む汚濁クーラントを浄化するクーラント浄化装置であって、
前記工作機から排出された前記汚濁クーラントを斜め下向きに流れ落とすシュート面を有するシュートと、
水平方向に対して鋭角をなし、前記シュート面に沿って流れ落ちてくる前記汚濁クーラントが衝突する捕捉面を有し、この捕捉面に前記汚濁クーラントが衝突した際に、前記汚濁クーラントに含まれる前記切粉を前記捕捉面で捕捉しつつ、前記汚濁クーラントの液体成分であるクーラントを通過させるフィルタパネルと、
前記捕捉面で捕捉されてから自由落下する前記切粉を受け取って前記クーラント浄化装置の外部に搬出する搬送コンベアと、
前記フィルタパネルを通過した前記クーラントを、これを貯留するクーラントタンクに誘導する誘導路と、を備え、
前記捕捉面が水平方向に対してなす角度が、前記シュート面が水平方向に対してなす角度よりも大きいことを特徴とするクーラント浄化装置。

【請求項2】

前記捕捉面が水平方向に対してなす角度を３０°以上７０°以下とした請求項１に記載のクーラント浄化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機から排出される切粉を含む汚濁クーラントを浄化するクーラント浄化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

周知のように、例えば金属製のワークに対して切削、研削、穿孔等の機械加工を施す際には、工作機に装着される加工工具とワークの接触部（加工点）の潤滑・冷却などを目的として加工点およびその周辺にクーラントが供給される。加工点に供給されたクーラントは、ワークに機械加工を施すのに伴って生成される大小様々な加工屑（以下、「切粉」と言う。）と共に工作機の外側に排出された後、クーラント浄化装置によって浄化された上で再使用されるのが一般的である。

【0003】

例えば下記の特許文献１には、工作機から排出された汚濁クーラントを浄化する（汚濁クーラントを、切粉と切粉が取り除かれた浄化クーラントとに分別する）ためのクーラント浄化装置が開示されている。この浄化装置は、コンベアフレームの下部に設けられ、工作機から排出された汚濁クーラントを受け入れる汚濁クーラント貯留槽と、この貯留槽内に配置され、水平軸回りに回転しながら汚濁クーラントをフィルタで濾過して浄化クーラントとする円筒型の濾過ドラムと、コンベアフレーム内を循環走行しながら汚濁クーラント貯留槽内の切粉を掬い上げてコンベアフレームの外部に排出するコンベアベルトと、濾過ドラムから排出された浄化クーラントを貯留するクーラントタンクと、を備えている。

【0004】

上記の構成を有する特許文献１のクーラント浄化装置によれば、以下のようにして、汚濁クーラントが切粉と浄化クーラントとに分別される。

【0005】

工作機から排出された汚濁クーラントが汚濁クーラント貯留槽に投入されると、この貯留槽内の切粉がコンベアフレーム内を循環走行するコンベアベルトによって掬い上げられ、切粉回収ボックスに排出される。コンベアベルトが循環走行するのに伴って、汚濁クーラント貯留槽内に配置された濾過ドラムも回転駆動される。これに伴い、汚濁クーラントに含まれる切粉が濾過ドラムの外周部に設置されたフィルタにより捕捉される一方、汚濁クーラントの液体成分（クーラント）は上記フィルタを通過して濾過ドラムの内部に流入する。そのため、濾過ドラムの内部に流入したクーラントは、切粉が取り除かれた浄化クーラントとなる。この浄化クーラントは、吸出し管を介して濾過ドラムの内部からクーラントタンクに排出され、クーラントタンクに貯留される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１４－９７５４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１のクーラント浄化装置では、工作機から排出された汚濁クーラントがそのままコンベアフレームの下部に設けられた汚濁クーラント貯留槽に投入されるため、汚濁クーラントに含まれる切粉が汚濁クーラント貯留槽の全域に分散してしまう。そのため、汚濁クーラントに含まれる切粉を効率良く取り除くことが難しいという問題がある。

【0008】

また、特許文献１のクーラント浄化装置では、浄化クーラントを生成してこれをクーラントタンクに貯留させるにあたり、コンベアフレーム（汚濁クーラント貯留槽）内で回転駆動される濾過ドラムや、濾過ドラム内に流入した浄化クーラントをクーラントタンクに移動させためのポンプユニットが必要になることから、装置全体が複雑かつ大掛かりなものになることが懸念される。

【0009】

そこで、本発明は、簡素な構成でありながら、工作機から排出される切粉を含む汚濁クーラントを効率良く浄化することができる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】

【0010】

上記の目的を達成するために創案された本発明は、工作機から排出される切粉を含む汚濁クーラントを浄化するクーラント浄化装置であって、工作機から排出された汚濁クーラントを斜め下向きに流れ落とすシュートと、シュートを流れ落ちてくる汚濁クーラントに含まれる切粉を捕捉して自由落下させるフィルタパネルと、自由落下する切粉を受け取って浄化装置外部に搬出する搬送コンベアと、フィルタパネルを通過したクーラントを、これを貯留するクーラントタンクに誘導する誘導路と、を備えることを特徴とする。なお、本発明で言う「切粉」とは、加工対象のワークに機械加工を施すのに伴って生成される様々な大きさ・形状の加工屑を含む概念であり、粉末状、小片状などといった微小な加工屑に限定する趣旨ではない。

【0011】

上記の構成を有する本発明に係るクーラント浄化装置によれば、工作機から排出された汚濁クーラントに含まれる切粉は、搬送コンベアよりも上流側で汚濁クーラントから取り除かれた上で搬送コンベアに受け渡される。そのため、工作機から排出された汚濁クーラントがそのままコンベアフレームの下部に設けられた汚濁クーラント貯留槽に投入されることにより、汚濁クーラントに含まれる切粉が汚濁クーラント貯留槽内で分散してしまう特許文献１の浄化装置に比べ、汚濁クーラントに含まれる切粉の除去効率を高めることができる。

【0012】

また、本発明に係るクーラント浄化装置によれば、工作機から排出された汚濁クーラントは、搬送コンベアよりも上流側で切粉と切粉が取り除かれたクーラント（浄化クーラント）とに分別され、浄化クーラントは、搬送コンベアに投入されることなくクーラントタンクに誘導される。そのため、本発明に係る浄化装置においては、特許文献１の浄化装置で採用されている濾過ドラムや、浄化クーラントを濾過ドラム（汚濁クーラント貯留槽）からクーラントタンクに移動させるためのポンプユニットなどといった動力を必要とする装置は不要となる。このため、浄化装置の全体構成を大幅に簡素化することができる。

【0013】

上記構成のクーラント浄化装置において、フィルタパネルは、切粉を捕捉する捕捉面が水平方向に対してなす角度が鋭角となるように配設するのが好ましい。

【0014】

このようにすれば、シュートに沿って流れ落ちてきた汚濁クーラントがフィルタパネルに衝突すると、フィルタパネルの捕捉面で捕捉された切粉に対してこれを捕捉面から剥離させる方向の力が作用するので、フィルタパネルで捕捉された切粉を自由落下させ易くなる。そのため、フィルタパネルの目詰まりを効果的に防止しつつ、切粉の除去・回収効率を一層高めることができる。

【発明の効果】

【0015】

以上より、本発明に係るクーラント浄化装置によれば、簡素な構成でありながら、工作機から排出される汚濁クーラントを効率良く浄化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係るクーラント浄化装置の概略側面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るクーラント浄化装置の概略平面図である。

【図3】図１に示すクーラント浄化装置の部分概略縦断面図である。

【図4】図３のＸ－Ｘ線矢視断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施の形態を図面（図１～図４）に基づいて説明する。なお、図１は、本発明の一実施形態に係るクーラント浄化装置１の概略側面図、図２は、同浄化装置１の概略平面図、図３は、図１の部分概略縦断面図、図４は、図３のＸ－Ｘ線矢視断面図である。

【0018】

図１および図２に示すクーラント浄化装置１は、工作機Ａで図示外のワーク（例えば、金属製のワーク）に対して切削、研削、穿孔等の機械加工を施すのに伴って工作機Ａから排出される切粉を含む汚濁クーラント２を浄化する（汚濁クーラント２を、切粉３と、切粉３が取り除かれることによって再使用可能な程度まで浄化された浄化クーラント４とに分別する）ものであって、主に、工作機Ａの下方に配置されるシュート５と、汚濁クーラント２を濾過して汚濁クーラント２から切粉３を取り除く濾過ユニット２０と、切粉３を浄化装置１の外部に搬出する搬送コンベア１０と、浄化クーラント４を貯留するクーラントタンク７と、を備える。

【0019】

搬送コンベア１０は、濾過ユニット２０によって汚濁クーラント２から取り除かれた切粉３を受け取って装置１外部に搬出する。図示例の搬送コンベア１０は、切粉３を受け取る下側水平搬送部１１と、上側水平搬送部１２と、両水平搬送部１１，１２を接続する傾斜搬送部１３とを有し、これら搬送部１１～１３はコンベアフレーム１４に収容されている。コンベアフレーム１４のうち、下側水平搬送部１１を収容した部分の上面には切粉投入口１５（図３参照）が形成され、上側水平搬送部１２を収容した部分には切粉排出口１６が形成されている。切粉排出口１６の下方には、排出された切粉３を回収・収容するための切粉回収箱１７が設置される。

【0020】

搬送コンベア１０としては、例えば、コンベアベルト上に切粉３を載置した状態で搬送するいわゆるヒンジ式、コンベアベルトの長手方向に沿って間隔を空けて設けられたスクレーパによって切粉３を掻き取るようにして搬送するスクレーパ式、あるいは、マグネットの磁力によって切粉３を吸着した状態で搬送するマグネット式などを採用することができ、いかなるタイプの搬送コンベア１０を採用するかは、切粉３のサイズ等に応じて選択される。なお、この種の搬送コンベア１０は、チップコンベアとも称される。

【0021】

本実施形態のクーラントタンク７は、上面が開口した平面視方形状の槽体で構成され、搬送コンベア１０の下側水平搬送部１１（厳密には、搬送コンベア１０を収容したコンベアフレーム１４のうち、下側水平搬送部１１を収容した部分）を収容している。図示は省略しているが、クーラントタンク７には、クーラントタンク７の内底面から所定量上方にシフトした位置でコンベアフレーム１４を下方側から支持可能な支持部材が設けられている。これにより、クーラントタンク７に貯留された浄化クーラント４への切粉３の混入が可及的に防止される。

【0022】

図示は省略しているが、クーラント浄化装置１は、クーラントタンク７に貯留された浄化クーラント４を吸引して工作機Ａに圧送（再供給）するポンプを有する。

【0023】

シュート５は、工作機Ａと濾過ユニット２０（詳細は後述する）の間に配設され、工作機Ａから排出された汚濁クーラント２を濾過ユニット２０に向けて斜め下向きに流れ落とすシュート面６を有する。シュート５の上流側端部は工作機Ａに設けられた汚濁クーラント２の排出口の下方に配置され、シュート５の下流側端部は濾過ユニット２０（を構成するフィルタケース２３）に液密的に接続されている。

【0024】

図３にも示すように、濾過ユニット２０は、搬送コンベア１０の下側水平搬送部１１の上方に配置される。この濾過ユニット２０は、一方の面（捕捉面）２２がシュート面６の延長線６ａと交差するような起立姿勢で配設されたフィルタパネル２１と、コンベアフレーム１４（コンベアフレーム１４のうち下側水平搬送部１１を収容した部分）の上部に固定され、フィルタパネル２１を所定の姿勢に保持した状態で収容したフィルタケース２３とを備える。フィルタパネル２１はフィルタケース２３に対して着脱可能とされる。

【0025】

フィルタパネル２１としては、シュート面６に沿って流れ落ちてくる汚濁クーラント２が捕捉面２２に衝突したときに変形しないだけの剛性を有し、かつ、汚濁クーラント２の液体成分（クーラント）が円滑に通過する一方、汚濁クーラント２に含まれる切粉３の大半を一方の面（捕捉面）２２で捕捉し得るような板状部材が使用される。具体的には、例えばパンチングメタル（無数の貫通孔が設けられた金属板）をフィルタパネル２１として使用することができる。

【0026】

フィルタケース２３は、フィルタパネル２１を、その上端部２１ａが下端部２１ｂよりもシュート５に接近した位置に配置されるような傾斜姿勢で保持している。つまり、フィルタパネル２１は、捕捉面２２が水平方向に対してなす角度θが鋭角（好ましくは３０°≦θ≦７０°）となるようにフィルタケース２３に収容・保持されており、ここでは、汚濁クーラント２の濾過効率を高めるために、上記の角度θが、シュート面６が水平方向に対してなす角度θ₁よりも大きくなるようにしてフィルタケース２３に保持されている。なお、図３ではθ≒４０°、θ₁≒１０°としている。

【0027】

後段でも説明するが、汚濁クーラント２に含まれる切粉３は、上記態様で設けられたフィルタパネル２１の捕捉面２２で捕捉され、捕捉された切粉３は自由落下して搬送コンベア１０の下側水平搬送部１１で受け取られる。そのため、フィルタパネル２１を保持したフィルタケース２３の底板２３Ｅには、コンベアフレーム１４に設けられた切粉投入口１５と略同寸・同形状の切粉排出口２４が切粉投入口１５と同心的に設けられ、また、フィルタパネル２１は、切粉排出口２４を上側に投影した投影面Ｆ内に捕捉面２２の少なくとも一部（図示例では捕捉面２２の全域）が位置するように配設される。係る構成により、フィルタパネル２１の捕捉面２２で捕捉された切粉３を適切に搬送コンベア１０の下側水平搬送部１１に受け渡すことができる。

【0028】

図３および図４に示すように、フィルタケース２３は、シュート面６に沿って流れ落ちてくる汚濁クーラント２の流入口が設けられた前板２３Ａと、フィルタパネル２１を挟んで前板２３Ａの反対側に配置された後板２３Ｂと、前板２３Ａおよび後板２３Ｂを連結する一対の側板２３Ｃと、天板２３Ｄおよび底板２３Ｅと、側板２３Ｃよりも搬送コンベア１０の幅方向中央側に配置され、フィルタパネル２１の幅方向両端部を下方側から支持した一対のパネル支持板２３Ｆと、を有する。パネル支持板２３Ｆの前端部（図３の紙面左側の端部）は前板２３Ａに液密的に当接し、パネル支持板２３Ｆの下端部は底板２３Ｅに液密的に当接している。そのため、フィルタケース２３の内部空間は、前板２３Ａ、底板２３Ｅ、一対のパネル支持板２３Ｆおよびフィルタパネル２１の協働で画成される内側空間と、前板２３Ａ、後板２３Ｂ、一対の側板２３Ｃ、底板２３Ｅ、一対のパネル支持板２３Ｆおよびフィルタパネル２１の協働で画成される外側空間とに区分される。

【0029】

天板２３Ｄは、前板２３Ａ，後板２３Ｂおよび一対の側板２３Ｃで画成されるフィルタケース２３の上面開口を開閉可能に閉塞する開閉扉として機能し、工作機Ａの運転時にはフィルタケース２３の上面開口を閉塞する一方、フィルタパネル２１を清掃・交換等する際には上面開口が開放され、この上面開口を介してフィルタパネル２１がフィルタケース２３から取り出される。図示例では、ヒンジ部材を介して天板２３Ｄを後板２３Ｂに連結することにより、天板２３Ｄを開閉扉として機能させるようにしている。なお、工作機Ａの運転時に汚濁クーラント２を適切に濾過できているか否か（フィルタパネル２１に目詰まりが生じていないか）を外部から目視確認可能とするため、天板２３Ｄの一部又は全部はアクリル板等の透明板で形成するのが好ましい。

【0030】

濾過ユニット２０（フィルタケース２３）は、フィルタパネル２１を通過することで浄化されたクーラント（浄化クーラント４）をクーラントタンク７に誘導するための誘導路２５を有する。この誘導路２５は、フィルタパネル２１と後板２３Ｂとの間に形成される第１通路２６と、フィルタケース２３の幅方向で隣り合うパネル支持板２３Ｆと側板２３Ｃとの間に形成される第２通路２７と、フィルタケース２３に形成されたクーラント排出孔２８とで構成される。クーラント排出孔２８は底板２３Ｅおよび側板２３Ｃの少なくとも一方に設けられ、本実施形態では底板２３Ｅにクーラント排出孔２８を設けている（図４参照）。

【0031】

本実施形態のクーラント浄化装置１は以上の構成を有し、工作機Ａから排出される汚濁クーラント２を以下のようにして切粉３と浄化クーラント４とに分別する。

【0032】

まず、工作機Ａから排出された汚濁クーラント２は、シュート５のシュート面６上に自由落下した後、シュート面６に沿って濾過ユニット２０に向けて斜め下向きに流れ落ちる。シュート面６に沿って流れ落ちてくる汚濁クーラント２がフィルタケース２３の内部空間（詳細には、上記の内側空間）に流入してフィルタパネル２１の捕捉面２２に衝突すると、汚濁クーラント２に含まれる切粉３はフィルタパネル２１の捕捉面２２で捕捉されて自由落下する。その一方、汚濁クーラント２の液体成分（クーラント）はフィルタパネル２１を通過し、上記の外側空間に流入する。

【0033】

自由落下した切粉３は、フィルタケース２３の底板２３Ｅに設けられた切粉排出口２４およびコンベアフレーム１４に設けられた切粉投入口１５を介してコンベアフレーム１４内に投入され、搬送コンベア１０の下側水平搬送部１１で受け取られる。下側水平搬送部１１に受け取られた切粉３は、傾斜搬送部１３を経由して上側水平搬送部１２まで搬送された後、コンベアフレーム１４に設けられた切粉排出口１６を介して浄化装置１の外部に排出され、切粉回収箱１７に収容される。

【0034】

一方、フィルタパネル２１を通過したクーラントは、切粉３が取り除かれた浄化クーラント４となり、この浄化クーラント４は、フィルタケース２３に形成された誘導路２５に沿って流動し、クーラント排出孔２８を介してフィルタケース２３の外部に排出される。フィルタケース２３の外部に排出された浄化クーラント４は自由落下し、クーラントケース７に収容される。なお、クーラントケース７に収容・貯留された浄化クーラント４は、図示外のポンプに吸入されて工作機Ａに圧送される。

【0035】

以上で説明した本実施形態のクーラント浄化装置１によれば、工作機Ａから排出された汚濁クーラント２に含まれる切粉３は、搬送コンベア１０よりも上流側で汚濁クーラント２から取り除かれた上で搬送コンベア１０に受け渡される。そのため、工作機から排出された汚濁クーラントがそのまま汚濁クーラント貯留槽に投入されることにより、汚濁クーラントに含まれる切粉が汚濁クーラント貯留槽内で分散してしまう特許文献１の浄化装置に比べ、汚濁クーラント２に含まれる切粉３の除去効率を格段に高めることができる。

【0036】

また、本実施形態のクーラント浄化装置１によれば、工作機Ａから排出された汚濁クーラント２は、搬送コンベア１０よりも上流側で切粉３と浄化クーラント４とに分別され、浄化クーラント４は、搬送コンベア１０を収容したコンベアフレーム１４に投入されることなくクーラントタンク７に向けて誘導され、排出される。そのため、本実施形態の浄化装置１においては、特許文献１の浄化装置で採用されている濾過ドラムや、浄化クーラントを濾過ドラムからクーラントタンクに移動させるためのポンプユニットなどといった動力を必要とする装置は不要である。このため、クーラント浄化装置１の全体構成を大幅に簡素化することができる。

【0037】

また、本実施形態のクーラント浄化装置１において、フィルタパネル２１は、切粉３を捕捉する捕捉面２２が水平方向に対してなす角度θが鋭角となるように配設されている。このようにすれば、シュート５に沿って流れ落ちてきた汚濁クーラント２がフィルタパネル２１に衝突すると、フィルタパネル２１の捕捉面２２で捕捉された切粉３に対してこれを捕捉面３から剥離させる方向の力が作用するので、捕捉面２２で捕捉された切粉３を自由落下させ易くなる。そのため、フィルタパネル２１の目詰まりを効果的に防止しつつ、切粉３の除去・回収効率を一層高めることができる。

【0038】

以上のことから、本発明の実施形態に係るクーラント浄化装置１は、簡素な構成でありながら、汚濁クーラント２を効率良く浄化することができる、という特徴を有する。

【0039】

以上、本発明の一実施形態に係るクーラント浄化装置１について説明を行ったが、クーラント浄化装置１には本発明の要旨を変更しない範囲で適宜の変更を施すことが可能である。

【0040】

例えば、以上で説明した実施形態では、下側水平搬送部１１、上側水平搬送部１２および両水平搬送部１１，１２を接続する傾斜搬送部１３からなる搬送コンベア１０を採用したが、搬送コンベア１０としては、水平搬送部のみで構成されたものを用いることも可能である。

【符号の説明】

【0041】

１ クーラント浄化装置
２ 汚濁クーラント
３ 切粉
４ 浄化クーラント
５ シュート
６ シュート面
７ クーラントタンク
１０ 搬送コンベア
１４ コンベアフレーム
２０ 濾過ユニット
２１ フィルタパネル
２２ 捕捉面
２３ フィルタケース
２５ 誘導路
２８ クーラント排出孔
Ａ 工作機
θ 角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】