(57)【要約】【課題】ポンプから供給された加工液の一部がフィルターによって濾過されて濾過加工液送出口から送出され、フィルターを洗浄した残りの加工液が洗浄加工液送出口から送出される小型化可能な自動洗浄式フィルターを提供する。【解決手段】フィルター室に供給された加工液は、螺旋部材により旋回されてフィルターの円筒外周面の回りを螺旋運動しながら洗浄加工液送出口から絞りを介して外部に送出される。これにより、フィルターの円筒外周面を流れる加工液の圧力が上昇し、この加工液の一部がフィルターにより濾過されてフィルター内部に流入し、濾過加工液送出口から送出される。加工液の一部がフィルターの円筒状薄板に多数穿設された微細穴により濾過されるときに付着した切粉が、フィルターの円筒外周面を螺旋状に流れる残りの加工液によって洗い流され、洗浄加工液送出口から排出されるので、フィルターが自動的に洗浄される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に円筒状のフィルター室が液密的に形成されたケース本体と、
多数の微細穴が穿設された円筒状薄板の両端が上板と下板とに固定されたフィルターと、
前記フィルター室の円筒内周面と前記フィルターの円筒外周面との間に前記円筒状薄板を螺旋状に取り巻くように配置されて前記ケース本体に固定された螺旋部材とを備え、
前記フィルターの下板が前記フィルター室の下端面から離間した状態で、前記フィルターの上板が前記フィルター室の上端面に連結部を介して固定され、
前記螺旋部材の上端部に対向して前記フィルター室に開口し、ポンプから加工液が供給される加工液供給口が前記ケース本体の上部に穿設され、
前記連結部および前記上板を貫通して穿設され前記フィルターの内部に開口する流路と連通するように濾過加工液送出口が前記ケース本体の上壁部に穿設され、
前記螺旋部材の下端部に対向して前記フィルター室に開口し、前記フィルター室を絞りを介して外部に連通する洗浄加工液送出口が前記ケース本体の下部に穿設されていることを特徴とする自動洗浄式フィルター装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記フィルター、前記螺旋部材、および前記フィルター室は同軸線上に配置され、
前記螺旋部材の外周は、前記フィルター室の内周面と当接し、
前記螺旋部材の内周は、前記フィルターの円筒状薄板と隙間を有して対向していることを特徴とする自動洗浄式フィルター装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記加工液供給口は、前記フィルター室の上端面に開口し、
前記フィルター室の下端面は円錐状凹面に形成され、前記洗浄加工液送出口が前記円錐状凹面の中央底部に開口していることを特徴とする自動洗浄式フィルター装置。
【請求項４】
ベッド上に装架され工作物が着脱される工作物着脱装置と、装着された工具により前記工作物を加工するために前記工作物着脱装置に対して相対移動される工具台と、前記工具が前記工作物を加工する加工点に濾過された加工液を供給する加工液ノズルと、加工によって生じた切粉を流すために前記ベッド上に加工液を供給する洗浄加工液ノズルと、前記加工液ノズルおよび前記洗浄加工液ノズルから流出された加工液を回収するタンクと、該タンクに回収された加工液をストレーナを介して汲み上げ前記洗浄加工液ノズルに供給するとともに、フィルターを介して前記加工液ノズルに供給するポンプを備えた加工機械において、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動洗浄式フィルター装置の加工液供給口を前記ポンプに接続し、濾過加工液送出口を前記加工液ノズルに接続し、洗浄加工液送出口を前記洗浄加工液ノズルに接続したことを特徴とする加工機械における加工液の自動洗浄式濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工機械において循環して使用される加工液を濾過するフィルターを自動的に洗浄する自動洗浄式フィルター装置およびこの自動洗浄式フィルター装置を使用した加工機械における加工液の自動洗浄式濾過装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
切削機械において切削液を再利用するために流路途中に設けたフィルターを常時洗浄して目詰まりを防止する切削油の自浄型フィルターが特許文献１に記載されている。これによると、使用後の切削液は一次タンクに回収され、一次タンクからクーラントポンプによって汲み上げられた使用後の切削液が自浄型フィルターに供給される。この自浄型フィルターには、上流側から下流側に向かって下方に傾斜する流通路１２が設けられ、流通路壁の上部分にフィルター１４が配設され、流通路１２からフィルター１４を通過して濾過された使用後の切削液の一部が二次タンクに送られ、二次タンクから高圧ポンプ５によって切削機械に供給される。そして、流通路１２に沿って流れる使用後の切削液の残部は、フィルター１４の下面に付着した切粉等の異物を流してフィルター１４を自動的に洗浄しながら一次タンクに戻される。
【特許文献１】特開平７−１２４８４４号公報（段落〔０００７〕〜〔００１１〕及び〔図１〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の切削油の自浄型フィルターでは、排出室１７とスラッジ室１３とが完全にフィルター１４によって分離されていないので、フィルターケース１０内に切削液を充満させて圧力を上昇させると、フィルター１４による濾過前後の切削液が混ざってしまう。従って、フィルター１４によって濾過された切削液を排出室１７から出口ポート１９を介して切削機械に直接供給することができず、高圧ポンプ１２等によって供給する必要がある。また、傾斜する流通路１２は直線状に形成されているので、装置が大型化する問題がある。
【０００４】
本発明は、上記課題を解消するためになされたもので、ポンプから供給された加工液の一部がフィルターによって濾過されて濾過加工液送出口から送出され、フィルターを洗浄した残りの加工液が洗浄加工液送出口から送出される小型化可能な自動洗浄式フィルターを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、内部に円筒状のフィルター室が液密的に形成されたケース本体と、多数の微細穴が穿設された円筒状薄板の両端が上板と下板とに固定されたフィルターと、前記フィルター室の円筒内周面と前記フィルターの円筒外周面との間に前記円筒状薄板を螺旋状に取り巻くように配置されて前記ケース本体に固定された螺旋部材とを備え、前記フィルターの下板が前記フィルター室の下端面から離間した状態で、前記フィルターの上板が前記フィルター室の上端面に連結部を介して固定され、前記螺旋部材の上端部に対向して前記フィルター室に開口し、ポンプから加工液が供給される加工液供給口が前記ケース本体の上部に穿設され、前記連結部および前記上板を貫通して穿設され前記フィルターの内部に開口する流路と連通するように濾過加工液送出口が前記ケース本体の上壁部に穿設され、前記螺旋部材の下端部に対向して前記フィルター室に開口し、前記フィルター室を絞りを介して外部に連通する洗浄加工液送出口が前記ケース本体の下部に穿設されていることである。
【０００６】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記フィルター、前記螺旋部材、および前記フィルター室は同軸線上に配置され、前記螺旋部材の外周は、前記フィルター室の内周面と当接し、前記螺旋部材の内周は、前記フィルターの円筒状薄板と隙間を有して対向していることである。
【０００７】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記加工液供給口は、前記フィルター室の上端面に開口し、前記フィルター室の下端面は円錐状凹面に形成され、前記洗浄加工液送出口が前記円錐状凹面の中央底部に開口していることである。
【０００８】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、ベッド上に装架され工作物が着脱される工作物着脱装置と、装着された工具により前記工作物を加工するために前記工作物着脱装置に対して相対移動される工具台と、前記工具が前記工作物を加工する加工点に濾過された加工液を供給する加工液ノズルと、加工によって生じた切粉を洗い流すために前記ベッド上に加工液を供給する洗浄加工液ノズルと、前記加工液ノズルおよび前記洗浄加工液ノズルから流出された加工液を回収するタンクと、該タンクに回収された加工液をストレーナを介して汲み上げ前記洗浄加工液ノズルに供給するとともに、フィルターを介して前記加工液ノズルに供給するポンプを備えた加工機械において、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動洗浄式フィルター装置の加工液供給口を前記ポンプに接続し、濾過加工液送出口を前記加工液ノズルに接続し、洗浄加工液送出口を前記洗浄加工液ノズルに接続したことである。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、ポンプから加工液供給口を介してフィルター室に供給された加工液は、螺旋部材により旋回されてフィルターの円筒外周面の回りを螺旋運動しながら洗浄加工液送出口から絞りを介して外部に送出される。これにより、円筒状のフィルター室に固定されたフィルターの円筒外周面を流れる加工液の圧力が上昇し、この加工液の一部がフィルターにより濾過されてフィルター内部に流入し、濾過加工液送出口から送出される。そして、加工液の一部がフィルターの円筒状薄板に多数穿設された微細穴により濾過されるときに付着した切粉等の異物が、フィルターの円筒外周面の回りを螺旋状に流れる残りの加工液によって洗い流され、洗浄加工液送出口から排出されるので、フィルターが自動的に洗浄され、フィルターの清掃工数を極めて低減することができる。
【００１０】
このとき、加工液供給口から供給される加工液と濾過加工液送出口から送出される濾過された加工液とは、液密的に形成されたフィルター室内でフィルターによって分離されているので、濾過加工液送出口および洗浄加工液送出口から送出される加工液を、他のポンプを用いることなく、自動洗浄式フィルター装置より高い位置に夫々圧送することができる。さらに、フィルター室の円筒内周面とフィルターの円筒外周面との間に螺旋部材がフィルターを取り巻くように配置された極めた簡素な構成で小型化可能な自動洗浄式フィルター装置を安価に提供することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明においては、フィルター、螺旋部材、およびフィルター室が同軸線上に配置され、螺旋部材の外周が、フィルター室の内周面と当接し、螺旋部材の内周が、フィルターの円筒状薄板と隙間を有して対向しているので、ポンプからフィルター室に供給された加工液が、螺旋部材により効果的に旋回されてフィルターの円筒外周面の回りをスムーズに螺旋運動しながら洗浄加工液送出口から絞りを介して外部に送出される。これにより、加工液の一部を効率的にフィルターによって濾過するとともに、加工液の残部でフィルターを効果的に自動洗浄することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明においては、加工液供給口がフィルター室の上端面に開口し、フィルター室の下端面が円錐状凹面に形成され、洗浄加工液送出口が円錐状凹面の中央底部に開口しているので、フィルター室に螺旋部材の上端部に向けて軸線方向に供給された加工液は、螺旋部材により効果的に旋回されてフィルターの円筒外周面の回り及び円錐状凹面をスムーズに螺旋運動して洗浄加工液送出口から絞りを介して外部に送出される。これにより、加工液の一部を効率的にフィルターによって濾過するとともに、加工液の残部でフィルターを効果的に自動洗浄することができる。
【００１３】
請求項４に係る発明においては、加工機械からタンクに回収された使用後の加工液が、ストレーナを介してポンプにより汲み上げられ、加工液供給口を介してフィルター室に供給される。この加工液は、螺旋部材により旋回されてフィルターの円筒外周面の回りを螺旋運動しながら洗浄加工液送出口から絞りを介して洗浄加工液ノズルに送出される。絞り抵抗によりフィルター室のフィルターの円筒外周面を流れる加工液の圧力が上昇し、加工液の一部がフィルターにより濾過されてフィルター内部に流入し、濾過加工液送出口から加工液ノズルに送出される。工具が工作物を加工する加工点に供給される加工液は、濾過されている必要があるので、フィルターで濾過された加工液が濾過加工液送出口を介して加工液ノズルから加工点に供給され加工点を潤滑、冷却する。加工液の一部がフィルターの円筒状薄板に多数穿設された微細穴により濾過されるときに付着した切粉等の異物は、フィルターの円筒外周面に沿って流れる残りの加工液によって洗い流され、洗浄加工液送出口から洗浄液供給ノズルに供給される。これにより、フィルターが自動的に洗浄され、濾過された加工液を加工点に長時間、安定して供給できるので、切粉に起因する加工精度不良や設備停止を防ぐことができるとともに、フィルターの清掃工数を低減することができる。ベッド等の切粉を洗い流す加工液は、濾過されていなくてもてもよいので、洗浄加工液送出口から送出される濾過されていない加工液は洗浄加工液ノズルから、例えばベッド上に供給され切粉等を洗い流す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。図１は、自動洗浄式フィルター装置１０が加工機械であるマシニングセンタ１１に装備された、加工機械における自動洗浄式濾過装置１２の全体構成を示す図であり、図２は、自動洗浄式フィルター装置１０の詳細断面図である。
【００１５】
マシニングセンタ１１は、ベッド１３上に、ワークテーブル１４が図１の紙面と直角なＸ軸方向に摺動可能に装架され、上面に工作物１５が冶具により着脱可能に固定される。ワークテーブル１４および冶具等により、ベッド上に装架され工作物が着脱される工作物着脱装置が構成される。
【００１６】
ベッド１３上にコラム１６が図１の左右方向であるＺ軸方向に摺動可能に装架され、コラム１６に主軸ヘッド１７が上下方向であるＹ軸方向に摺動可能に装架されている。主軸ヘッド１７には、モータによって回転駆動される主軸１８が回転可能に軸承され、主軸１８の先端に工具１９が着脱可能に装着されている。ワークテーブル１４、コラム１６、主軸ヘッド１７は、図略のサーボモータによって駆動されるボールねじによって夫々Ｘ軸、Ｚ軸、Ｙ軸方向に移動されるようになっている。主軸ヘッド１７、主軸１８等により、装着された工具により工作物を加工するために工作物着脱装置に対して相対移動される工具台が構成されている。
【００１７】
工具１９が工作物１５を加工する加工点に濾過された加工液を供給するための加工液ノズル２０が、主軸ヘッド１７に工具１９の先端部に向けて取り付けられている。加工によって生じた切粉を洗い流すために、テーブル１４、ベッド１３上に加工液を供給する洗浄加工液ノズル２１が、テーブル１４上に固定されている。加工液ノズル２０および洗浄加工液ノズル２１から流出された加工液は、テーブル１４、ベッド１３上の切粉等の異物を洗い流してベッド１３上面に形成された加工液流路に流入し、流路の最下点に形成された回収口２２からタンク２３に回収される。タンク２３に回収された加工液は、ストレーナ２４を介してポンプ２５によって汲み上げられ、後述する自動洗浄式フィルター装置１０に供給される。
【００１８】
図２に示すように、自動洗浄式フィルター装置１０は、内部に円筒状のフィルター室３０が液密的に形成されたケース本体３１と、フィルター室３０内に固定されたフィルター３２と、フィルター室３０の円筒内周面とフィルター３２の円筒外周面との間にフィルター３２を取り巻くように配置されてケース本体３１に固定された螺旋部材３３とを備えている。
【００１９】
ケース本体３１は、円筒体３４と、円筒体３４の上端部および下端部をそれぞれ密閉する上蓋３５および下蓋３６とで構成され、円筒体３４の円筒内周面の上端および下端が上蓋３５および下蓋で閉鎖されることによって内部にフィルター室３０が液密的に形成されている。上蓋３５はフランジ部３７と嵌合部３８を有し、嵌合部３８がＯリング３９を介して円筒体３４の上端部に嵌合し、フランジ部３７を軸線方向に貫挿されたボルト４０によって円筒体３４の上端部に締着されている。嵌合部３８には端面からフランジ部３７に至る深さの有底穴４１が軸線上に凹設されている。下蓋３６はフランジ部４２と嵌合部４３を有し、嵌合部４３がＯリング４４を介して円筒体３４の下端部に嵌合し、フランジ部４２に軸線方向に貫挿されたボルト４５によって円筒体３４の下端部に締着されている。フィルター室３０の下端面をなす嵌合部４３の端面には、円錐状凹面４６が形成されている。
【００２０】
フィルター３２は、市販されている通常のもので、例えば２００メッシュの多数の微細穴が穿設された円筒状薄板４７の両端が上板４８と下板４９とに固定されている。上板４８の中心部に突設されたボス部には、フィルター３２の内部、即ち円筒状薄板４７の中央に開口する貫通穴が穿設され、該貫通穴に刻設された管用テーパ雌ねじに、両端部に管用テーパ雄ねじが刻設され軸線上に流路５０が貫通して穿設された管継手５１の下側管用テーパ雄ねじが螺着されている。
【００２１】
ケース本体３１の上壁部をなす上蓋３５には、有底穴４１の底面に開口する濾過加工液送出口５２が軸線上に貫通して穿設され、濾過加工液送出口５２に刻設された管用テーパ雌ねじに管継手５１の上側管用テーパ雄ねじが螺着されている。これにより、フィルター３２の下板４９がフィルター室３０の下端面４６から離間した状態で、フィルター３２の上板４８がフィルター室３０の上端面に連結部をなす管継手５１を介して固定される。そして、濾過加工液送出口５２は、管継手５１および上板４８を貫通して穿設され、フィルター３２の内部に開口する流路５０と連通する。
【００２２】
フィルター３２、螺旋部材３３は、フィルター室３０内に同軸線上に配置され、螺旋部材３３の外周は、フィルター室３０の円筒内周面と当接し、螺旋部材３３の内周は、フィルター３２の円筒状薄板４７と隙間を有して対向している。螺旋部材３３は、パイプ材を螺旋状に屈曲して形成され、上蓋３７及び下蓋３６の嵌合部３８、４２の両端面間に挟持され、パイプ材の一端を上蓋３７の嵌合部３８端面に穿設された穴に係合されて回り止めされている。
【００２３】
５３は、ポンプ２５から加工液が供給される加工液供給口で、上蓋３５の縁部に軸線方向に貫通して穿設され、フィルター室３０の上端面に螺旋部材３３の上端部に対向して開口している。５４は、フィルター室３０を絞り５５を介して外部に連通する洗浄加工液送出口で、フィルター室３０の下端面である円錐状凹面４６の中央底部に開口している。
【００２４】
そして、上記自動洗浄式フィルター装置１０の加工液供給口５３がポンプ２５にパイプで接続され、濾過加工液送出口５２が加工液ノズル２０にパイプで接続され、洗浄加工液送出口５４が洗浄加工液ノズル２１にパイプで接続されている。
【００２５】
次に、上記実施の形態の作動を説明する。工具１９が装着された主軸１８がモータにより回転駆動され、主軸ヘッド１７とワークテーブル１４とが相対移動されて工作物１５が工具１９により切削加工される。このとき、ポンプ２５によって汲み上げられた一部の加工液が自動洗浄式フィルター装置１０により濾過されて加工液ノズル２０から加工液が加工点に供給され、加工点を潤滑、冷却してベッド１３上に流下する。残りの加工液は自動洗浄式フィルター装置１０のフィルター３２を洗浄し洗浄加工液ノズル２１からワークテーブル１４上に供給され、ワークテーブル１４、ベッド１３上から切粉等の異物を洗い流し、加工点に供給された加工液とともに回収口２２からタンク２３に回収される。
【００２６】
マシニングセンタ１１からタンク２３に回収された使用後の加工液は、ストレーナ２４を介してポンプ２５により汲み上げられ、自動洗浄式フィルター装置１０の加工液供給口５３を介してフィルター室３０に供給される。この加工液は、螺旋部材３３により旋回されてフィルター３２の円筒外周面の回りを螺旋運動しながら洗浄加工液送出口５４から絞り５５を介して洗浄加工液ノズル２１に送出される。
【００２７】
このとき、フィルター３２、螺旋部材３３、およびフィルター室３０が同軸線上に配置され、螺旋部材３３の外周が、フィルター室３０の内周面と当接し、螺旋部材３３の内周が、フィルター３２の円筒状薄板４７と隙間を有して対向しているので、ポンプ２５からフィルター室３０に供給された加工液が、螺旋部材３３により効果的に旋回されてフィルター３２の円筒外周面の回りをスムーズに螺旋運動し、下蓋３６の嵌合部４３の端面に形成された円錐状凹面４６により流れ良くされて洗浄加工液送出口５４から送出される。
【００２８】
絞り５５の抵抗によりフィルター室３０のフィルター３２の円筒外周面を流れる加工液の圧力が上昇し、加工液の一部がフィルター３２の円筒状薄板４７に穿設された多数の微細穴を通過する間に濾過されてフィルター３２内部に流入し、濾過加工液送出口５２から加工液ノズル２０に送出される。加工点に供給される加工液は、濾過されている必要があるので、フィルター３２で濾過された加工液が濾過加工液送出口５２を介して加工液ノズル２０から加工点に供給される。
【００２９】
加工液の一部がフィルター３２により濾過されるときに円筒状薄板４７の微細に穴に吸着された切粉等の異物は、フィルター３２の円筒外周面に沿って流れる残りの加工液によって洗い流され、洗浄加工液送出口５４から洗浄液供給ノズル２１に供給される。これにより、フィルター３２が自動的に洗浄され、濾過された加工液を加工点に長時間、安定して供給することができる。これにより、切粉に起因する加工精度不良や設備停止を防ぐことができるとともに、フィルター３２の清掃工数を低減することができる。ベッド等の切粉を洗い流す加工液は、濾過されていなくてもてもよいので、洗浄加工液送出口５４から送出された濾過されていない加工液は洗浄加工液ノズル２１に供給される。
【００３０】
上記加工機械の自動式濾過装置において、一例として、ポンプ２５から流量が４００ｌ／ｍｉｎ．の加工液を自動洗浄式フィルター装置１０に供給した場合、加工液供給口５３での圧力が０．０５Ｍｐａとなり、濾過加工液送出口５２から流量が６０ｌ／ｍｉｎ．で、圧力が０．０４５Ｍｐａの濾過された加工液が送出され、洗浄加工液送出口５４から流量が３４０ｌ／ｍｉｎ．で、圧力が０．０４Ｍｐａのフィルター３２を洗浄した加工液が送出された。なお、フィルター３２による圧損は０．００２Ｍｐａであった。
【００３１】
フィルター３２の円筒状薄板４７に穿設された微細穴のメッシュを変更したような場合、ポンプ２５の吐出量を調整し、絞り５５を可変式として絞り抵抗を調節することにより、濾過加工液送出口５２から送出される濾過された加工液と、洗浄加工液送出口５４から送出される加工液との比率を適切に設定し、必要量の濾過された加工液を得ると共に、フィルター３２を良好に洗浄することができる。
【００３２】
上記実施の形態では、螺旋部材をパイプ材で形成しているが、樹脂等で成形してもよい。
【００３３】
また、洗浄加工液送出口５４を洗浄加工液ノズル２１に接続する配管途中に絞り５５を設けているが、洗浄加工液送出口５４内に設けてもよい。
【００３４】
さらに、フィルター、螺旋部材、およびフィルター室は、概ね同軸線上に配置されていればよく、また、螺旋部材は、その外周とフィルター室の内周面との間に多少の隙間を有して配置されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る加工機械の加工液の自動洗浄式濾過装置を示す図。
【図２】自動洗浄式フィルター装置の断面図。
【符号の説明】
【００３６】
１０…自動洗浄式フィルター装置、１１…マシニングセンタ（加工機械）、１２…加工機械における加工液の濾過装置、１３…ベッド、１４…ワークテーブル、１５…工作物、１６…コラム、１７…主軸ヘッド、１８…主軸、１９…工具、２０…加工液ノズル、２１…洗浄加工液ノズル、２３…タンク、２４…ストレーナ、２５…ポンプ、３０…フィルター室、３１…ケース本体、３２…フィルター、３３…螺旋部材、３４…円筒体、３５…上蓋、３６…下蓋、３７、４２…フランジ部、３８、４３…嵌合部、３９、４４・・・Ｏリング、４６・・・円錐状凹面、４７・・・円筒状薄板、４８・・・上板、４９・・・下板、５０…流路、５１…管継手（連結部）、５２…濾過加工液送出口、５３…加工液供給口、５４…洗浄加工液送出口、５５…絞り。
【図１】
2009056532.tif 000003
【図２】
2009056532.tif 000004