(57)【要約】【課題】水密部の交換が不要な加工装置用のフィルタ及びフィルタを取付け可能なタンクを提供する。【解決手段】  中空円筒形状に形成した濾材を有するフィルタ部と、前記フィルタ部の軸方向に伸縮可能な環状の弾性体を有し、前記フィルタ部の前記軸方向における一端部端面に配置される水密部と、を備えることを特徴とする加工装置用フィルタ。【選択図】図１
2020022938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円筒形状に形成した濾材を有するフィルタ部と、
前記フィルタ部の軸方向に伸縮可能な環状の弾性体を有し、前記フィルタ部の前記軸方向における一端部端面に配置される水密部と、を備えることを特徴とする加工装置用フィルタ。
【請求項２】
前記水密部は、前記端面に貼付されることを特徴とする請求項１に記載の加工装置用フィルタ。
【請求項３】
前記弾性体は、多孔質材料によって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の加工装置用フィルタ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の加工装置用フィルタを取付け可能なタンクであって、
加工作業用のクーラントを貯留可能な内部空間を形成する貯留部を備え、
前記内部空間には、
前記貯留部の外部と前記内部空間とを連通する取水孔が形成された対向面を持つ支持部と、
前記対向面と対向して位置し、前記支持部に向けて付勢力を生じさせる付勢部とが設けられ、
フィルタが取付けられた状態において、
前記対向面と前記水密部とが前記軸方向に対向し、
前記付勢部が、前記フィルタ部の他端部を前記軸方向に付勢することにより、前記水密部を前記支持部に向けて付勢し、
前記フィルタ部の中空部から前記取水孔を介して、濾過されたクーラントを前記貯留部の外部へ供給可能とするタンク。
【請求項５】
前記内部空間に、
前記一端部と係合可能な係合部と、
前記対向面に対する直交方向に延出する延出部と、がさらに設けられ、
フィルタ取付け状態において、前記延出部と前記フィルタ部とが当接することを特徴とする請求項４に記載のタンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工装置用フィルタ及び当該フィルタを取付け可能なタンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
加工作業用のクーラントをタンク内に貯留し、タンクから加工部位に向けてクーラントを供給しつつ、加工作業を実行する加工装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１３５５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなタンクは、使用済みのクーラントを濾過する円筒形のフィルタが取付け可能となっている。従来のタンクは、タンク側面からタンク内部に突出した取水部を有し、取水部の周囲に水密部としてＯリングを取付けていた。フィルタをタンクに取付ける際には、取水部をフィルタの内部に侵入させ、Ｏリングとフィルタの内壁とを密着させることで水密を取る構成としていた。
【０００５】
上記のような構成では、フィルタを交換しながらタンクの使用を継続するに従い、Ｏリングが劣化していた。そのため、劣化したＯリングを、適宜新品に交換する必要があった。しかし、取水部に取付けられたＯリングの交換は容易ではなかった。
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明の目的は、水密部の交換が不要な加工装置用フィルタ及びそのようなフィルタを取付け可能なタンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、中空円筒形状に形成した濾材を有するフィルタ部と、前記フィルタ部の軸方向に伸縮可能な環状の弾性体を有し、前記フィルタ部の前記軸方向における一端部端面に配置される水密部と、を備える加工装置用フィルタを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、水密部の交換が不要な加工装置用フィルタ及びそのようなフィルタを取付け可能なタンクを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る加工装置を示す外観斜視図である。
【図２】本実施形態に係る加工装置の内部構造を示す斜視図である。
【図３】本実施形態に係る加工装置の断面図である。
【図４】本実施形態に係る取付部であり、被加工材を装着した状態を示す図である。
【図５】本実施形態に係るタンクの（ａ）フィルタを取付けた状態と（ｂ）フィルタを取り外した状態とを示す斜視断面図である。
【図６】本実施形態に係るフィルタの（ａ）斜視断面図と（ｂ）断面図である。
【図７】変形例に係るタンク部の斜視断面図であり、フィルタを取付けた状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施形態＞
図１〜図６を参照して、本発明の実施形態に係る加工装置１について説明を行う。図１〜図５に示すように本実施形態に係る加工装置１は、筐体１０、加工部２０、移動機構３０、保持部４０、タンク５０、供給部６０（図３）、及びフィルタ７０（図５）を含む。加工装置１は、被加工材Ｃを３次元に切削加工する装置である。タンク５０は、筐体１０に対して着脱可能である。また、フィルタ７０は、タンク５０に着脱可能である。
【００１１】
なお、本実施形態においては、図１から図３に示すように、前後左右及び上下の方向を定める。図３において、供給部６０に対してタンク５０が装着される側を前方とし、その反対の方向を後方とする。また、図１に示すように、筐体１０を前面から見た場合を基準として、左右の方向を定める。保持部４０に対して、加工部２０が配置される方向を上方とし、その反対を下方とする。また、タンク５０など、着脱可能な部材についても、筐体１０に装着された状態を基準にして、方向を定めることとする。
【００１２】
[筐体]
図１に示すように、筐体１０は、略矩形に形成された本体部１１と、本体部１１に対して上下に移動可能なフロントカバー１２と、ボトムカバー１３とを備える。本体部１１の内部では、加工空間１０ａが画成されている。さらに本体部１１は、加工空間１０ａの下方において、タンク５０を収容するタンク部区画１０ｂが画成される（図２）。加工空間１０ａとタンク部区画１０ｂとの間には、クーラントを回収するための開口部１０ｃが形成される。
【００１３】
フロントカバー１２を上方に移動することによって、加工空間１０ａは、筐体１０の外部に開放される。また、ボトムカバー１３を前方に引き出すことによって、タンク部区画１０ｂは、筐体１０の外部に開放される。
【００１４】
[加工部]
図２から図４に示すように、加工部２０は、モータ部２１と、スピンドル２２と、連結部２３と、被加工材Ｃを切削するための先端工具であるミリングバー２４と、クーラントノズル２５とを備える。モータ部２１の出力軸（不図示）は、スピンドル２２と連結しており、スピンドル２２を回転駆動することができる。
【００１５】
スピンドル２２は、略円柱形状の部材であり、加工空間１０ａに露出される。スピンドル２２の下端部は、切削加工用のミリングバー２４を着脱可能に保持する。なお、以下において、スピンドル２２の延出方向をＺ軸方向と定義する。クーラントノズル２５は、スピンドル２２の近傍に配置される。クーラントノズル２５は、供給部６０からクーラントの供給を受け、被加工材Ｃの加工部位及び切削加工用ミリングバー２４に向けてクーラントを射出する機能を備える。
【００１６】
連結部２３は、モータ部２１と移動機構３０とを連結する部材である。詳細には、連結部２３の前端部は、モータ部２１に固定される。また、連結部２３の後部は、移動機構３０によって支持される。
【００１７】
[移動機構]
図２及び図３に示すように、移動機構３０は、加工空間１０ａより上方に配置される。移動機構３０は、Ｚ軸方向に延出する一対のシャフト３１Ａ、３１Ｂと、シャフト３１Ａ、３１Ｂの上下両端部を支持するベース部３２と、左右方向に延出する１対のシャフト３３Ａ、３３Ｂとを備える。シャフト３１Ａ、３１Ｂは、連結部２３をＺ軸方向に移動可能に支持する。連結部２３は、不図示のモータによってＺ軸方向に駆動される。また、シャフト３３Ａ、３３Ｂは、ベース部３２を、左右方向に移動可能に支持する。ベース部３２は、不図示のモータによって、左右方向に駆動される。上記構成により、移動機構３０は、加工部２０を支持するとともに、加工部２０をＺ軸方向及び左右方向に移動可能とする。
【００１８】
[保持部]
図２及び図４に示すように、保持部４０は、駆動部４１と、駆動部４１を支持する１対のシャフト４３Ａ、４３Ｂと、駆動部４１に支持される取付部４４とを備える。
【００１９】
駆動部４１は、加工空間１０ａより右方に配置される。駆動部４１は、左右方向に延びる出力軸を備え、取付部４４を出力軸回りに回転駆動することが可能である。取付部４４は、加工空間１０ａ内部に配置される。取付部４４の左端部は、被加工材Ｃを着脱可能である（図４）。
【００２０】
シャフト４３Ａ、４３Ｂは、筐体１０に両端部を固定され、Ｚ軸方向と直交するＹ軸方向（図２）に延出する。シャフト４３Ａ、４３Ｂは、駆動部４１を、Ｙ軸方向に移動可能に支持する。このようにして駆動部４１及び取付部４４は、Ｙ軸方向に移動可能である。
【００２１】
[タンク部]
図５に示すように、タンク５０は、加工作業に用いるクーラントを貯留する貯留部５１と、貯留部５１に着脱可能に設けられる蓋５２と、支持部５３と、付勢部５４と、延出部５５と、係合部５６と、取水部５７とを備える。なお、以下における方向の記載は、タンク５０が筐体１０に装着された状態に基づく。
【００２２】
タンク５０は、筐体１０に対して着脱可能である。装着状態では、タンク５０は、タンク部区画１０ｂに収容される。また装着状態において、タンク５０は、筐体１０の後部に配置された供給部６０（図３参照）と接続する。
【００２３】
貯留部５１は、略直方体形状を有し、クーラントを貯留するための内部空間５１ａを形成する。貯留部５１の上面には、矩形の開口５１ｂが形成される。貯留部５１の前面には、蓋５２が着脱可能な開口部が設けられ、クーラントの排出等に供される。
【００２４】
支持部５３は、貯留部５１の内部空間５１ａ内に設けられる。支持部５３は、略直方体形状の部材であり、貯留部５１の後部に固定される。支持部５３は、前面に対向面５３Ａを形成する。対向面５３Ａは上下左右に延びる略矩形状の平滑な平面であり、上下方向の中央部には取水孔５３ｂが２カ所形成される。取水孔５３ｂは、支持部５３の内部に形成された流路を介して、取水部５７と連通する。取水孔５３ｂは、フィルタ７０の取付け状態において、前方から見たときにフィルタ７０の中心部分に位置するよう配置される（図５（ａ））。
【００２５】
付勢部５４は、貯留部５１の前部かつ内部空間５１ａ内に設けられる。付勢部５４は、対向面５３Ａと前後方向に対向するように配置される。付勢部５４の上端部は貯留部５１に固定され、下端部は延出部５５と連結する。付勢部５４は、金属板から形成された、板状の板バネ５４Ａを備える。板バネ５４Ａは、後端部が後方及び下方に延出するように設けられ、支持部５３に向けて、付勢力を生じさせることができる。
【００２６】
延出部５５は、前後方向に延出する３つの金属部材によって構成される部材であり、内部空間５１ａ内に設けられる。延出部５５の後端部は係合部５６と連結し、前端部は付勢部５４に連結する。
【００２７】
係合部５６は、貯留部５１の後部かつ内部空間５１ａ内に設けられる。係合部５６の上部は、支持部５３によって支持され、下端部は延出部５５の後端部と連結する。係合部５６は、前面視で略矩形状の開口部５６ａを２カ所形成する。
【００２８】
取水部５７は、貯留部５１の後部側壁から後方に突出するように設けられた、略円筒形状の部材である。取水部５７の内部は中空に形成され、取水孔５３ｂと連通する。
【００２９】
[フィルタ]
図５（ａ）及び図６に示すように、フィルタ７０は、フィルタ部７１と、フィルタ部７１の後端部端面に貼付されたパッキン７２とを有する。なお、以下の説明における方向の定義は、タンク５０に取付けられた状態に基づく。
【００３０】
フィルタ部７１は、濾過部７１Ａと、濾過部７１Ａの後端部に設けられた金属製のカバー７１Ｂと、濾過部７１Ａの前端部を覆う金属製のカバー７１Ｃと、円筒部材７１Ｄとを備える。濾過部７１Ａは、濾紙を蛇腹状に折り込むとともに、中空円筒形状に形成した部材であり、前後方向に延びる軸を持つ。カバー７１Ｂは、後面視で円環状に形成される。カバー７１Ｃは、前面視で円形状であり、中心部近傍が前方に突出するように形成される。
【００３１】
円筒部材７１Ｄは、前後に延びる筒状に形成された薄肉の金属製部材であり、濾過部７１Ａの内壁を覆うように配置される。また、円筒部材７１Ｄの側面部には、多数の孔（不図示）が形成される。円筒部材７１Ｄは、濾過部７１Ａの形状を保持するとともに、濾過部７１Ａによって濾過されたクーラントを、中空部７１ｅに通過させる機能を有する。
【００３２】
パッキン７２は、多孔質材料であるゴムスポンジを用いて後面視で円環状に形成され、カバー７１Ｂの後面に貼付される。ゴムスポンジは、前後方向に伸縮可能であり、不透水性を有する。パッキン７２は、本発明における水密部の一例であり、ゴムスポンジは弾性体の一例である。
【００３３】
[供給部]
供給部６０は、図３に示すように、接続部６１と、ポンプ部６２とを備える。接続部６１は、タンク部区画１０ｂ内に配置され、タンク５０の装着時において、取水部５７と接続する。接続部６１の内部には、ポンプ部６２と連通する流路が形成される。
【００３４】
ポンプ部６２は、タンク部区画１０ｂの後方に設置される。ポンプ部６２は、接続部６１からクーラントを取水し、不図示の流路を介して、クーラントノズル２５へクーラントを送出、供給する機能を備える。
【００３５】
[フィルタの取付け]
図５を用いて、フィルタ７０をタンク５０へ取付ける操作について説明する。まず、ユーザは、フィルタの取り付けられていないタンク５０（図５（ｂ））の開口５１ｂから、フィルタ７０を内部空間５１ａに差し入れる。ユーザは、カバー７１Ｃを板バネ５４Ａの後端部に当接させ、板バネ５４Ａをその付勢力に抗して前方に押圧し、変形させる。
【００３６】
さらにユーザは、フィルタ７０の後端部を開口部５６ａに嵌め込む。このようにして、カバー７１Ｂと係合部５６とが係合する。このとき、パッキン７２の後面は、フィルタ７０の軸方向において、対向面５３Ａと対向する。このようにして取水孔５３ｂは、中空部７１ｅと連通する（図５（ａ））。
【００３７】
係合が完了してユーザが手を離すと、板バネ５４Ａの付勢力によってフィルタ部７１が後方に付勢され、パッキン７２が対向面５３Ａに向けて付勢される。パッキン７２は、カバー７１Ｂと対向面５３Ａとの間に狭持され、前後方向に、すなわちフィルタ部７１の軸方向に圧縮される。また、延出部５５がフィルタ部７１の端部及び側面部に当接し、上下及び左右に移動しないようにフィルタ７０を保持する。パッキン７２が対向面５３Ａに向けて付勢されることにより、フィルタ７０と支持部５３との液密が維持される。
【００３８】
[加工装置の動作]
以下、加工装置１による加工作業、およびその際の動作について説明する。加工作業を行う前に、ユーザは、フィルタ７０が取付けられたタンク５０の貯留部５１にクーラントを入れ、タンク部区画１０ｂに設置する。設置に伴い、取水部５７と接続部６１とが接続され、タンク５０の筐体１０への装着が完了する。
【００３９】
被加工材Ｃが取付部４４に装着され、加工作業が開始されると、スピンドル２２及びミリングバー２４が回転し、被加工材Ｃを加工する。移動機構３０、取付部４４、及び駆動部４１によって、ミリングバー２４及び被加工材Ｃは、相対的に３次元方向に移動可能である。そのため、加工装置１は、被加工材Ｃを３次元に切削加工できる。
【００４０】
加工作業中、貯留部５１に貯留されていたクーラントは、濾過部７１Ａによって濾過され、中空部７１ｅへと移動する。その後、クーラントは、取水孔５３ｂから取り込まれ、取水部５７及び接続部６１を順次通過後、ポンプ部６２へ供給される。
【００４１】
さらにクーラントは、ポンプ部６２によって、クーラントノズル２５に供給される。クーラントノズル２５は、クーラントを加工部位に向けて射出し、被加工材Ｃ及びミリングバー２４を冷却する。冷却を終えたクーラントは、開口部１０ｃに回収され、その後、再び貯留部５１に貯留される。
【００４２】
＜効果＞
このように、本実施形態に係るフィルタ７０は、中空円筒形状に形成した濾材を有するフィルタ部７１と、フィルタ部７１の軸方向に伸縮可能な環状のゴムスポンジを有し、フィルタ部７１の軸方向における後部端面、すなわち一端部端面に配置されるパッキン７２と、を備える。
【００４３】
上記構成では、パッキン７２は、ゴムスポンジを用いており、フィルタ部７１の軸方向に伸縮するため、フィルタ７０の取付け箇所に対して当接、押圧することにより、容易に水密を維持することが可能である。すなわち、フィルタ７０は、簡易な水密構造を用いることができる。またフィルタ部７１を新品に交換する際に、パッキン７２も定期的に新品に交換される。そのため、パッキン７２自体の交換が不要であり、パッキン７２の劣化も防止される。
【００４４】
また、パッキン７２が簡易な構成を備えるため、取付部に対するフィルタ７０の取付けが容易である。
【００４５】
また、パッキン７２をフィルタ部７１の端面に貼付けることにより、パッキン７２とフィルタ部７１との接合部分を、機械的な接合等が不要な簡易な構造とすることができる。また、フィルタ７０の組み立ても容易である。
【００４６】
多孔質材料であるゴムスポンジを、パッキン７２の弾性体として用いているため、フィルタ７０の水密機構を簡易な構成とすることができる。
【００４７】
タンク５０は、加工作業用のクーラントを貯留可能な内部空間５１ａを形成する貯留部５１を備え、内部空間５１ａには、支持部５３と、付勢部５４とが配置される。支持部５３は、貯留部５１の外部と内部空間５１ａとを連通する取水孔５３ｂが形成された対向面５３Ａを持つ。また、付勢部５４は、対向面５３Ａと対向して位置し、支持部５３に向けて付勢力を生じさせる。フィルタ７０をタンク５０に取付けた状態において、対向面５３Ａとパッキン７２とがフィルタ部７１の軸方向に対向する。また、付勢部５４が、フィルタ部７１の前端部、すなわち他端部を軸方向に付勢することにより、パッキン７２を支持部５３に向けて付勢する。フィルタ部７１の中空部７１ｅから取水孔５３ｂを介して、濾過されたクーラントが貯留部５１の外部へ供給可能となる。
【００４８】
上記のように、付勢部５４の付勢力を、パッキン７２に作用させるだけの簡易な構成により、パッキン７２と支持部５３との当接部分における水密を得ることができる。また、付勢部５４と支持部５３との間にフィルタ７０を差し込む構成であるため、タンク５０に対するフィルタ７０の取付けが容易である。
【００４９】
内部空間５１ａには、フィルタ部７１の一端部と係合可能な係合部５６と、対向面５３Ａに対する直交方向に延出する延出部５５と、がさらに設けられる。またフィルタ７０の取付け状態において、延出部５５とフィルタ部７１とが当接する。
【００５０】
上記構成によれば、係合部５６及び延出部５５が、フィルタ７０を保持する。そのため、簡易な構造により、フィルタ７０の不慮の移動が防止される。
【００５１】
＜変形例＞
本実施形態では、取水孔５３ｂは、対向面５３Ａに形成される構成とされていたが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。図７に示すように、対向面５３Ａに、前方に突出したガイド５３Ｃを設け、ガイド５３Ｃの先端面に取水孔５３ｄが形成される構成としても良い。
【００５２】
本実施形態では、支持部５３、付勢部５４、及び延出部５５は、相互に連結するように形成されていたが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。各部材が離間して配置される構成としても良い。
【００５３】
付勢部５４は、必ずしも板バネ５４Ａを用いる必要はない。例えば、コイルバネ、皿ばね、エラストマなど任意の付勢部材を、適宜用いることができる。
【００５４】
タンク５０に取付け可能なフィルタ７０の数は、２つに限らず、任意の数としてよい。また、フィルタ７０の取付け可能数に対応して、取水孔５３ｂ、板バネ５４Ａ、開口部５６ａの数は、適宜変更可能である。
【００５５】
フィルタ部７１に用いる濾材は、濾紙に限定されない。グラスウールなどの繊維や不織布等、クーラント中の不純物を濾過する機能を備える材料から、適宜選択可能である。
【００５６】
本実施形態中では、延出部５５は３つの部材より構成されていたが、本発明はこのような構成に限定されない。１つの部材によって、フィルタ７０と当接し、支持する構成としても良い。形状についても、平板状や曲面状などフィルタ７０を支持可能な形状を適宜選択可能である。また、フィルタ７０の可能取付け数、形状に応じて部材の数を適宜変更可能である。
【００５７】
本実施形態において、パッキン７２はカバー７１Ｂの後面に貼付されていたが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。パッキン７２が、機械的にフィルタ部７１の後端部に係合する構成とすることも可能である。また、パッキン７２の貼付の方式は、接着剤や両面テープなど任意の方法を採用可能である。
【００５８】
本実施形態において、パッキン７２にゴムスポンジを用いる構成としたが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。不透水性のゴム、エラストマなどを用いることも可能である。また、複数の異なる部材を、層状に重ねる構成としても良い。
【００５９】
上記実施形態は、発明の例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。上記の構成は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６０】
１    加工装置
１０  筐体
１１  本体部
２０  加工部
３０  移動機構
４０  保持部
５０  タンク
５１  貯留部
５３  支持部
５４  付勢部
５５  延出部
５６  係合部
５７  取水部
６０  供給部
７０  フィルタ
【図１】
2020022938.tif 000003
【図２】
2020022938.tif 000004
【図３】
2020022938.tif 000005
【図４】
2020022938.tif 000006
【図５】
2020022938.tif 000007
【図６】
2020022938.tif 000008
【図７】
2020022938.tif 000009