(57)【要約】【課題】切屑回収効率が良く、切屑と一緒に投棄されてしまうクーラント量が少ない工作機械のクーラント処理装置を提供する。【解決手段】工作機械の切屑排出装置１から落とされる切屑とクーラントをダーティ槽３で受け、ダーティ槽３内でスクレーパコンベア５をモータ１５によりできるだけ低速で周回駆動させ、切屑をかき上げて切屑投棄口７から投棄する。スクレーパコンベア５の内部空間にはドラムフィルタ２１を設け、スクレーパコンベア５とは別のチェーン２３及びモータ２５で独立して回転駆動する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械から排出される切屑とクーラントを受けるダーティ槽と、切屑投棄口と前記ダーティ槽との間を周回して沈下している切屑をかき上げて投棄するスクレーパコンベアと、前記スクレーパコンベアの内部空間に設けられ前記クーラントを濾過する回転形のドラムフィルタと、前記ドラムフィルタで濾過されたクーラントを貯溜するクリーン槽とを有した工作機械のクーラント処理装置であって、
別々の駆動源又は共通の駆動源を用いて、前記スクレーパコンベアの周回速度が前記ドラムフィルタの周速より小さくなるように前記スクレーパコンベア及び前記ドラムフィルタを駆動する駆動装置を具備することを特徴とした工作機械のクーラント処理装置。
【請求項２】
前記駆動装置は、前記スクレーパコンベアの周回速度が前記ドラムフィルタの周速の１／２以下になるように前記スクレーパコンベア及び前記ドラムフィルタを駆動する請求項１に記載の工作機械のクーラント処理装置。
【請求項３】
工作機械から排出される切屑とクーラントを受けるダーティ槽と、切屑投棄口と前記ダーティ槽との間を周回して沈下している切屑をかき上げて投棄するスクレーパコンベアと、前記スクレーパコンベアの内部空間に設けられ前記クーラントを濾過する回転形のドラムフィルタと、前記ドラムフィルタで濾過されたクーラントを貯溜するクリーン槽とを有した工作機械のクーラント処理装置であって、
前記クリーン槽は、前記ドラムフィルタから導入される濾過されたクーラントの流路を広くした切粉滞溜箇所を備え、濾過されたクーラントに混入する微細な切粉を所望箇所に沈澱、堆積させることを特徴とした工作機械のクーラント処理装置。
【請求項４】
工作機械から排出される切屑とクーラントを受けるダーティ槽と、切屑投棄口と前記ダーティ槽との間を周回して沈下している切屑をかき上げて投棄するスクレーパコンベアと、前記スクレーパコンベアの内部空間に設けられ前記クーラントを濾過する回転形のドラムフィルタと、前記ドラムフィルタで濾過されたクーラントを貯溜するクリーン槽とを有した工作機械のクーラント処理装置であって、
前記ドラムフィルタは、そのドラムの少なくとも一端部にシールリングが押圧され、前記シールリングは前記ダーティ槽の側壁に着脱可能に取付けられる蓋部材に設けられ、前記ドラムを前記ダーティ槽の側壁に仮留めする仮留め手段を備えて構成されることを特徴とした工作機械のクーラント処理装置。
【請求項５】
前記ダーティ槽のスクレーパコンベアの上部にヒンジコンベアを設け、工作機械から排出される切屑とクーラントを前記ヒンジコンベアで受けて切屑を投棄し、前記ヒンジコンベアを通過した切屑とクーラントを前記ダーティ槽で受けて処理する請求項１から４のいずれか１項に記載の工作機械のクーラント処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械から排出される切屑とクーラントを分離し、清浄なクーラントを得る改良型の工作機械のクーラント処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械のクーラント処理装置の従来の技術として、特許文献１に記載の濾過装置がある。これは、工作機械から排出される切屑及びクーラントを受けるダーティ槽と、高い位置にある切屑投棄口との間でスクレーパコンベアを周回させ、沈下している切屑をかき上げて切屑投棄口から投棄するとともに、スクレーパコンベアの内部空間に設けられたドラムフィルタによってクーラントを濾過し、濾過されたクーラントをクリーン槽に貯溜するものである。スクレーパコンベアを周回駆動するチェーンがドラムフィルタのスプロケットにも噛合し、共通のモータでスクレーパコンベアとドラムフィルタの両者をほぼ同一の周速、又はドラムフィルタよりスクレーパコンベアの方が大きな周速になるように駆動している。また、ダーティ槽の外周にクリーン槽が設けられ、ドラムフィルタの中心部両側から濾過されたクーラントが単純にクリーン槽へ流入し貯溜される構造である。更にドラムフィルタ両側とダーティ槽の側壁との間からドラムフィルタ内へダーティ液が侵入しないように設けられているＶシールは消耗品であり、このＶシールを交換するためには、ドラムフィルタを濾過装置本体から取りはずさないとならない構造である。
【０００３】
もう１つの従来の技術として、特許文献２に記載の濾過装置がある。これは、工作機械から排出される切屑とクーラントをまずヒンジコンベアで受け、サイズの大きな切屑をヒンジコンベアで搬出、投棄する。ヒンジコンベアを通過したサイズの小さな切屑を、ヒンジコンベアの下方に設けたスクレーパコンベアで捕捉してかき上げるとともに、スクレーパコンベアの内部空間に設けられ、スクレーパコンベアと共通のモータでほぼ同一の周速で回転駆動されるドラムフィルタにより濾過し、浄化されたクーラントを得るようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２９０４３３４号公報
【特許文献２】
特開２０００−３００９１４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ダーティ槽内でスクレーパコンベアの周回速度が速いと、撹拌作用で切屑が沈下しにくかったり、周回中にかき上げた切屑がスクレーパから液中に浮遊してしまったりして切屑の回収効率が悪い。また、切屑と一緒にかき上げたクーラントは重力でダーティ槽に流下する前に投棄されることになり、クーラントの無駄が発生する。従って、スクレーパコンベアの周回速度は可能な限り遅い方が好ましい。一方、ドラムフィルタの周速は、逆洗されて透過率の大きくなったフィルタ部分で常に濾過される方が濾過効率が良いので、遅くできない。従って、スクレーパコンベアとドラムフィルタをほぼ同一の周速、又はドラムフィルタよりスクレーパコンベアの方が大きな周速になるように駆動するのは問題がある。
【０００６】
ドラムフィルタで濾過されたクーラントといえども、フィルタ目より細かい微細な切粉を含んでおり、その切粉はクリーン槽にヘドロ状に沈澱、堆積し、定期的に清掃しなければならない。ダーティ槽の外周にクリーン槽を設けたタイプでは、クリーン槽全体に微細な切粉がヘドロ状に溜まり、清掃作業の面積が広く、清掃に時間がかかるという問題点がある。
また、上述のようにＶシールは消耗品であり、定期的に交換する必要がある。交換時にはドラムフィルタを濾過装置本体からはずさないとならない構造をしているので、作業が煩雑となり、時間がかかる問題点がある。
また、上記特許文献２の従来技術は、スクレーパコンベアの上方にヒンジコンベアを配置し、単純に２階建にしたコンベアを開示したものである。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術に存する問題を解消して、切屑回収効率が良く、切屑と一緒に投棄されてしまうクーラント量が少ない工作機械のクーラント処理装置を提供することである。他の目的は、クリーン槽に溜まるヘドロ状の微細な切粉の清掃作業のし易い工作機械のクーラント処理装置を提供することである。他の目的は、ドラムフィルタのＶシール等のシールリングの交換作業のし易い構造の工作機械のクーラント処理装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的に鑑み、本発明は、工作機械から排出される切屑とクーラントを受けるダーティ槽と、切屑投棄口と前記ダーティ槽との間を周回して沈下している切屑をかき上げて投棄するスクレーパコンベアと、前記スクレーパコンベアの内部空間に設けられ前記クーラントを濾過する回転形のドラムフィルタと、前記ドラムフィルタで濾過されたクーラントを貯溜するクリーン槽とを有した工作機械のクーラント処理装置であって、別々の駆動源又は共通の駆動源を用いて、前記スクレーパコンベアの周回速度が前記ドラムフィルタの周速より小さくなるように前記スクレーパコンベア及び前記ドラムフィルタを駆動する駆動装置を具備する工作機械のクーラント処理装置を要旨とする。
【０００９】
本発明は上記のように構成されるので、ドラムフィルタの周速に合わせることなく、スクレーパコンベアの周回速度を可能な限り遅くしたり、間欠運転できる。すなわち、ドラムフィルタはクーラントを効率良く濾過するのに適した速度で回転し、スクレーパコンベアは、ダーティ槽内の撹拌を少なくして切屑の回収効率を上げ、そして切屑と一緒に投棄されてしまうクーラント量を少なくできる。このとき、スクレーパコンベアの周回速度が前記ドラムフィルタの周速の１／２以下になるようにスクレーパコンベア及びドラムフィルタを駆動するのが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、工作機械から排出される切屑とクーラントを受けるダーティ槽と、切屑投棄口と前記ダーティ槽との間を周回して沈下している切屑をかき上げて投棄するスクレーパコンベアと、前記スクレーパコンベアの内部空間に設けられ前記クーラントを濾過する回転形のドラムフィルタと、前記ドラムフィルタで濾過されたクーラントを貯溜するクリーン槽とを有した工作機械のクーラント処理装置であって、前記クリーン槽は、前記ドラムフィルタから導入される濾過されたクーラントの流路を広くした切粉滞溜箇所を備え、濾過されたクーラントに混入する微細な切粉を所望箇所に沈澱、堆積させる工作機械のクーラント処理装置を要旨とする。
【００１１】
これは、液体は狭い流路から広い流路に出ると流速が遅くなる原理を利用したものである。ドラムフィルタから流出した直後のクーラントは比較的狭い流路を通り、流速が速いので、濾過されたクーラント内の微細な切粉はクーラントと共に流れ、滞溜しにくい。それが流路の広くなった部分に来ると流速が遅くなり、切粉が滞溜しやすくなる。従って流路の広くなった部分が切粉滞溜箇所となり、この箇所だけを定期的に清掃するようにすれば良い。
【００１２】
また、本発明は、工作機械から排出される切屑とクーラントを受けるダーティ槽と、切屑投棄口と前記ダーティ槽との間を周回して沈下している切屑をかき上げて投棄するスクレーパコンベアと、前記スクレーパコンベアの内部空間に設けられ前記クーラントを濾過する回転形のドラムフィルタと、前記ドラムフィルタで濾過されたクーラントを貯溜するクリーン槽とを有した工作機械のクーラント処理装置であって、前記ドラムフィルタは、そのドラムの少なくとも一端部にシールリングが押圧され、前記シールリングは前記ダーティ槽の側壁に着脱可能に取付けられる蓋部材に設けられ、前記ドラムを前記ダーティ槽の側壁に仮留めする仮留め手段を備えて構成される工作機械のクーラント処理装置を要旨とする。消耗品のシールリングを交換する場合、ドラムを仮留め手段によってダーティ槽の側壁に仮留めし、ダーティ槽側壁の蓋部材をはずして、蓋部材に設けられたシールリングを交換し、蓋部材を取付け、仮留め手段をはずす。ドラムを濾過装置本体からはずすことなく容易にシールリングを交換できる。
【００１３】
また、本発明は、前記ダーティ槽のスクレーパコンベアの上部にヒンジコンベアを設け、工作機械から排出される切屑とクーラントを前記ヒンジコンベアで受けて切屑を投棄し、前記ヒンジコンベアを通過した切屑とクーラントを前記ダーティ槽で受けて処理するように構成しても良い。
比較的大きな切屑はヒンジコンベアで回収され、切屑回収能率が向上する。細かい切屑のみをスクレーパコンベアで回収すれば良く、スクレーパコンベアが担当する切屑が少なくなり、よりスクレーパコンベアの周回速度を遅くでき、スクレーパコンベアの回収効率が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は、本発明の工作機械のクーラント処理装置の側面断面図、図２は、濾過されたクーラントの流路を示した図１の平面図、図３は、本発明の工作機械のクーラント処理装置のドラムフィルタの断面図、図４は、ドラムフィルタのＶシールを交換するため蓋部材をはずした断面図、図５は、本発明の工作機械のクーラント処理装置の別の実施形態で、ヒンジコンベアを更に設けた場合の側面断面図である。
【００１５】
工作機械で発生した切屑とクーラントは、切屑排出装置１で運ばれ、ダーティ槽３に落される。ダーティ槽３内にはスクレーパコンベア５が矢印方向に周回しており、底に沈下した切屑をスクレーパ１１でかき上げ、切屑投棄口７からバケット９に投棄する。複数枚のスクレーパ１１の各々は、ダーティ槽３の幅いっぱいの長さを有し、無端チェーン機構１３に取付けられ、モータ１５で周回駆動される。ダーティ槽３の水位より上に持ち上げられたスクレーパ１１からは、クーラントが流下し、斜面１７を登りつめるまでの間にほとんどのクーラントが流下し、切屑のみが投棄されるのが望ましいが、周回速度が速いとスクレーパ１１からクーラントが流下し切れず、切屑と一緒に投棄されてしまう。これを極力防止するためには、工作機械から排出される切屑量に見合った切屑投棄速度を確保した上で、できるだけ遅くスクレーパコンベア５を周回させ、又は間欠運転するのが良い。
【００１６】
スクレーパコンベア５の内部空間には、ダーティタンク３の側壁１９に回転可能に支持されてドラムフィルタ２１が設けられている。そして、チェーン２３によりモータ２５と連結され、回転駆動される。ドラムフィルタ２１は、円筒状のドラムの外周にシート状フィルタが巻き付けられたもので、ダーティ槽３の両側壁１９の開口部２７に蓋部材２９によって固定されたパイプ状の軸３１に軸受支持されている。ドラムフィルタ２１の外周にはスプロケット（図示せず）が同心に取付けられ、回転駆動用のチェーン２３が係合している。ドラムフィルタ２１はダーティ槽３に漬っており、ドラムフィルタ２１を透過した濾過されたクーラントは両側の蓋部材２９の穴３３から矢印のようにクリーン槽３５又はクリーン管路３７へ流出する。
【００１７】
パイプ状の軸３１内には濾過されたクーラントの一部が供給され、そのクーラントが複数の逆洗ノズル３９によりドラムフィルタ２１の内側から外側に向って噴出され、ドラムフィルタ２１の目づまりが清掃される。ドラムフィルタ２１の回転と逆洗によりドラムフィルタ２１は常に目づまりのないフィルタで濾過が行われるようになっている。蓋部材２９に設けられたＶシール４１はドラムフィルタ２１の端面に押し付けられ、ダーティ槽３のクーラントがドラムフィルタ２１内へ入り込まない様になっている。目づまりを早く清掃して効率の良い濾過を行うためには、ドラムフィルタ２１の周速はスクレーパコンベア５の周回速度より速い方が良い。よって本発明ではスクレーパコンベア周回用の駆動モータ１５とドラムフィルタ回転用の駆動モータ２５とを別々に設け、スクレーパコンベア５の周回速度がドラムフィルタ２１の周速より小さなそれぞれ適切な速度で独立して駆動できるようにしている。
【００１８】
スクレーパコンベア５の周回速度は、ドラムフィルタ２１の周速の１／２以下が好ましい。実際の速度の一例を述べると、従来スクレーパコンベアの周回速度２．６ｍ／ｍｉｎ、ドラムフィルタの周速１．９ｍ／ｍｉｎであったのに対し、本発明ではスクレーパコンベア５の周回速度０．３ｍ／ｍｉｎ以下、ドラムフィルタ２１の周速１．９ｍ／ｍｉｎを採用している。尚、共通の駆動モータで動力伝達機構を介在させ、スクレーパコンベア５の周回速度がドラムフィルタ２１の周速より小さくなるように構成しても良い。
また、スクレーパコンベア５をドラムフィルタ２１の駆動モータ２５とは別の駆動モータ１５で駆動する場合は、スクレーパコンベア５を間欠運転させることができ、斜面１７でのクーラントの流下を促進して、切屑と一緒に投棄されてしまうクーラント量を減らすことができる。
【００１９】
ドラムフィルタ２１で濾過されたクーラントはクリーン槽３５へ直接的に、又はクリーン管路３７を経てクリーン槽３５へ導入され、ポンプ４３により工作機械側へ循環供給される。ドラムフィルタ２１からクリーン槽３５へ直接的に流入するクーラント、及びクリーン管路３７を経てクリーン槽３５へ流入するクーラントの流速は比較的速いが、クリーン槽３５の幅広部４５に達すると流速が遅くなり、クーラント内の微細な切粉は沈澱、堆積する。クリーン管路３７内の流速は比較的速く、切粉は沈澱しにくく、ほとんど清掃しなくて良い。幅広部４５だけを定期的に清掃すれば良く、保守作業が楽になる。この幅広部４５が切粉滞溜箇所である。
【００２０】
図３及び図４により、Ｖシール４１の交換方法を説明する。ダーティ槽３の上側の斜面４７の蓋（図示せず）をあけ、仮留めブラケット４９でドラムフィルタ２１をダーティ槽３の側壁１９に仮留めする。両側の蓋部材２９のねじをはずし、蓋部材２９を側壁１９からとりはずす。Ｖシール４１は蓋部材２９に取付けられているので、新品のＶシール４１と交換し、逆の手順でドラムフィルタ２１を取付け、仮留めブラケット４９をはずす。ドラムフィルタ２１を本体から取りはずすという大がかりな作業をしなくても、容易にＶシール４１を交換できる。
【００２１】
図５に示すように、スクレーパコンベア５の上部にヒンジコンベア５１を設けた本発明の別の実施形態について説明する。ヒンジコンベア５１は、モータ５３と無端チェーン機構５５により矢印方向に周回するヒンジで連続的に接続されたコンベア上に切屑を載せ、上部の切屑投棄口７から切屑をバケット９内へ投棄するものである。工作機械の切屑排出装置１から落とされた切屑とクーラントのうち、大きな切屑を運搬、回収する。ヒンジコンベア５１の隙間を通過した細かい切屑とクーラントはダーティ槽３に落下し、上述の実施形態と同様にスクレーパコンベア５とドラムフィルタ２１によって切屑と清浄なクーラントに分離される。ヒンジコンベア５１のモータ５３は、スクレーパコンベア５やドラムフィルタ２１のモータ１５、２５と独立して設けられており、ヒンジコンベア５１は工作機械側から投入される切屑量に応じた速度で周回でき、またクーラントの無駄な投棄をしないよう間欠運転しても良い。ヒンジコンベア５１の存在によってスクレーパコンベア５の周回速度を更に下げ、切屑回収効率を上げられる。スクレーパ１１はダーティ槽３の幅いっぱいに設けられており、ダーティ槽３内は常にスクレーパ１１でかき取られ、清掃する必要がない。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、スクレーパコンベアの周回速度をドラムフィルタの周速より小さくなるように駆動するので、ドラムフィルタは比較的速く回転させて目づまりの少ない状態で濾過を行って濾過効率を上げ、スクレーパコンベアは極力遅く周回させたり間欠運転して切屑を沈下させ、確実にスクレーパでかき上げて切屑回収効率を上げられる。また切屑と一緒に投棄されるクーラントの無駄を少なくできる。
クリーン槽に切粉滞溜箇所を設けたので、ドラムフィルタで濾過できなかった微細な切粉がヘドロ状に沈澱、堆積する箇所を意図的に作り出せ、その箇所だけを定期的に清掃すれば済むようにできる。
【００２３】
また、ドラムフィルタのシールリングをダーティ槽の蓋部材側に設け、かつドラムフィルタの仮留め手段を設けたので、シールリングの交換作業が容易に、短時間に行える。
更に、スクレーパコンベアとドラムフィルタの上部にヒンジコンベアを設けることにより、比較的大きな切屑はヒンジコンベアにより能率良く回収でき、スクレーパコンベアが担当する切屑は量が少なく、細かいものだけとなり、よりスクレーパコンベアの周回速度を遅くして、スクレーパコンベアの回収効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の工作機械のクーラント処理装置の側面断面図である。
【図２】濾過されたクーラントの流路を示した図１の平面図である。
【図３】本発明の工作機械のクーラント処理装置のドラムフィルタの断面図である。
【図４】ドラムフィルタのＶシール交換のため蓋部材をはずしたときの断面図である。
【図５】本発明の工作機械のクーラント処理装置の別の実施形態で、ヒンジコンベアを更に設けた場合の側面断面図である。
【符号の説明】
１…切屑排出装置
３…ダーティ槽
５…スクレーパコンベア
７…切屑投棄口
１１…スクレーパ
１３…無端チェーン機構
１５…モータ
１９…側壁
２１…ドラムフィルタ
２３…チェーン
２５…モータ
２９…蓋部材
３５…クリーン槽
３７…クリーン管路
４１…Ｖシール
４５…幅広部
４９…仮留めブラケット
５１…ヒンジコンベア
５３…モータ
５５…無端チェーン機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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