JP2004066425A - 工作機械のクーラントろ過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタの交換時期やクーラントタンクの掃除時期を早期に知らせることを可能とする。
【解決手段】クリーンタンクの液位が低下し、下限用スイッチがオンすると、汲上げポンプをオンさせる（Ｇ１，Ｇ２）。すると、クーラントタンクのクーラントがフィルタにて浄化された後、クリーンタンクに補給されて貯留される。クリーンタンク内に貯留されたクーラントの液位が上昇し、上限用スイッチがオンすると、汲上げポンプを停止する（Ｇ３，Ｇ４）。このとき、クリーンタンクへのクーラントの補給時間を計測し、その所要時間が６０秒以上であった場合には、異常であると判断し、異常報知する（Ｇ９，Ｇ１０）。作業者は、その異常報知を受けることで、フィルタが交換時期であるか、或いはクーラントタンクが掃除時期であるかがわかる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルタを通して浄化されたクーラントを一旦貯留するクリーンタンクを備えた工作機械のクーラントろ過装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、工作機械のクーラントろ過装置においては、次のような構成のものがある。すなわち、クーラントタンクに貯留されたクーラントを、第１のポンプにより、フィルタを通してクリーンタンクへ補給し、浄化されたクーラントをクリーンタンクへ一旦貯留しておく。そして、工作機械側において必要な場合に、そのクリーンタンクに貯留されたクーラントを、第２のポンプにより工作機械へ供給し、工作機械にて使用されたクーラントは、前記クーラントタンクへ戻される構成とする。
【０００３】
この場合、クリーンタンクには、クーラントの液位を検出するための液位検出手段が設けられていて、クリーンタンク内の液位が下限値になると、第１のポンプを駆動して、クーラントタンクからクリーンタンクへクーラントの補給を開始し、クリーンタンク内の液位が上限値になると、第１のポンプを停止して、クリーンタンクへのクーラントの補給を停止する。
【０００４】
また、フィルタの目詰まり状態を検知するため、例えば第１のポンプとフィルタとの間に圧力スイッチが設けられていて、その圧力スイッチによりフィルタが目詰まり状態であることを検知すると、フィルタ洗浄機構によりフィルタを洗浄するようにしている。フィルタ洗浄機構としては、例えば圧縮エアを用いたもので、圧縮エアを、フィルタに対して通常のクーラントの流れとは逆向きに流すことで、フィルタの周囲に付着した切粉等のダストを剥がした後、クーラントタンク側へ流す構成としたもので、逆洗機構とも呼ばれている。
【０００５】
ここで、従来構成においては、圧力スイッチによりフィルタの目詰まり状態の検知は行っているが、フィルタの交換時期やクーラントタンクの掃除時期を報知するものはなかった。このため、例えば、フィルタとしては、ろ過性能が低下しても、圧力スイッチにて目詰まり状態であると判定されない限り、フィルタの状態はわからない。フィルタのろ過性能が著しく低下し、クーラントをクリーンタンクへ補給する際のスピードが極端に低下すると、工作機械側で使用する量を供給できなくなってしまうことがある。このようになって初めて、フィルタの交換が必要なことに気づくことになる。また、フィルタのろ過性能が低下したり、クーラントタンク内の汚れ度合がひどくなったりすると、フィルタが目詰まりしやすくなる。このため、圧力スイッチによる目詰まり状態の検知の頻度が極端に多くなると共に、フィルタの洗浄動作（逆洗動作）の頻度が極端に多くなることで、初めてフィルタの状態やクーラントタンク内の汚れ度合に気づくことになる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、クリーンタンクを備えたものにおいて、フィルタの交換時期やクーラントタンクの掃除時期を早期に知らせることが可能な工作機械のクーラントろ過装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、クーラントタンクに貯留されたクーラントを、第１のポンプにより、フィルタを通してクリーンタンクへ補給し、そのクリーンタンクに貯留されたクーラントを、第２のポンプにより工作機械へ供給し、その工作機械にて使用されたクーラントを前記クーラントタンクへ戻す構成とした工作機械のクーラントろ過装置において、
前記フィルタの目詰まり状態を検知する目詰まり検知手段と、
前記フィルタを洗浄するフィルタ洗浄機構と、
前記目詰まり検知手段が前記フィルタの目詰まり状態を検知することに基づき前記フィルタ洗浄機構にて前記フィルタの洗浄動作を行わせる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記クーラントを前記クーラントタンクから前記クリーンタンクへ当該クリーンタンクが所定量になるまで補給するのに要する補給時間が予め設定された設定時間以上になったときに異常報知することを特徴とする。
【０００８】
上記した手段によれば、クーラントをクーラントタンクからクリーンタンクへ当該クリーンタンクが所定量になるまで補給するのに要する補給時間が予め設定された設定時間以上になると、制御手段は異常報知をする。作業者は、その異常報知を受けることで、フィルタが交換時期であるか、或いはクーラントタンクが掃除時期であるかがわかる。従って、作業者は、フィルタの交換やクーラントタンクの掃除を早めに行うことができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、上記所定量は、クリーンタンクへのクーラントの補給が停止してから、クリーンタンクへのクーラントの補給が再開されるまでに工作機械にて使用される量以上であることを特徴とする。これによれば、異常が報知されてから、クリーンタンクへのクーラントの補給が再開されるまでに、フィルタを交換することで、クリーンタンクのクーラントが空にならず、工作機械の加工を中断させないようにできる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１と同様な目的を達成するために、クーラントタンクに貯留されたクーラントを、第１のポンプにより、フィルタを通してクリーンタンクへ補給し、そのクリーンタンクに貯留されたクーラントを、第２のポンプにより工作機械へ供給し、その工作機械にて使用されたクーラントを前記クーラントタンクへ戻す構成とした工作機械のクーラントろ過装置において、
前記フィルタの目詰まり状態を検知する目詰まり検知手段と、
前記フィルタを洗浄するフィルタ洗浄機構と、
前記目詰まり検知手段が前記フィルタの目詰まり状態を検知することに基づき前記フィルタ洗浄機構にて前記フィルタの洗浄動作を行わせる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記フィルタ洗浄機構による洗浄動作の回数が予め設定された設定回数以上になったときに異常報知することを特徴とする。
【００１１】
上記した手段によれば、フィルタ洗浄機構による洗浄動作の回数が予め設定された設定回数以上になると、制御手段は異常報知をする。作業者は、その異常報知を受けることで、フィルタが交換時期であるか、或いはクーラントタンクが掃除時期であるかがわかる。従って、作業者は、フィルタの交換やクーラントタンクの掃除を早めに行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施例について図１ないし図５を参照して説明する。まず、全体の概略構成を示す図２において、クーラント１を貯留するクーラントタンク２には、第１のポンプを構成する汲上げポンプ３が設けられている。この汲上げポンプ３の吐出口には、第１の補給路４と、フィルタ装置５と、第２の補給路６とが順に接続されており、第２の補給路６の先端部が、クリーンタンク７内に挿入されている。
【００１３】
ここで、上記フィルタ装置５は、フィルタケース８内に、濾過用の中空筒状のフィルタ９を配設して構成されている。第１の補給路４のフィルタ装置５側の端部は、フィルタケース８の内面とフィルタ９の外面との間に連通し、第２の補給路６のフィルタ装置５側の端部は、フィルタ９の内部と連通している。従って、クーラントタンク２側からフィルタケース８内に供給されたクーラント１は、フィルタ８を外面から内面側に向けて通った後、フィルタ９の内部から第２の補給路６を通ってクリーンタンク７側へ流れるようになっており、この過程で、クーラント１に含まれた切粉等のダストがフィルタ８の外面にて捕獲されてクーラント１は浄化される。
【００１４】
第１の補給路４には、フィルタ装置５の手前付近に位置させて圧力スイッチ１０が設けられている。この圧力スイッチ１０は、フィルタ９の目詰まり状態を検知する目詰まり検知手段を構成するもので、フィルタ９が目詰まり状態になるに従って当該圧力スイッチ１０の検出圧力が高くなる。
【００１５】
第２の補給路６の途中部にはバルブＡが設けられている。このバルブＡは、ノーマルオープンタイプのもので、オフ状態で開放、オン状態で閉鎖状態となる。また、第２の補給路６において、フィルタ装置５とバルブＡとの間にはエア供給路１２が接続されていて、このエア供給路１２の端部は、エア源１３に接続されている。エア供給路１２にはバルブＢが設けられている。このバルブＢは、ノーマルクローズタイプのもので、オフ状態で閉鎖、オン状態で開放状態となる。
【００１６】
フィルタケース８の底部のドレン口には排出路１５が接続されていて、この排出路１５の先端部が、上記クーラントタンク２内に挿入されている。排出路１５の途中部にはバルブＣが設けられている。このバルブＣも、上記バルブＢと同様にノーマルクローズタイプのもので、オフ状態で閉鎖、オン状態で開放状態となる。
【００１７】
ここで、汲上げポンプ３と、第１及び第２の補給路４，６と、エア供給路１２と、エア源１３と、フィルタ装置５と、排出路１５と、バルブＡ，Ｂ，Ｃとにより、フィルタ９を洗浄するフィルタ洗浄機構１７を構成している。このフィルタ洗浄機構１７の作用については後述する。
【００１８】
クリーンタンク７には、第２のポンプを構成するクリーンタンクポンプ２０が設けられている。このクリーンタンクポンプ２０は、クリーンタンク２内のクーラント１を供給路２１を介して工作機械２２へ供給する。工作機械２２において使用されたクーラント１は、排出口２３からクーラントタンク２へ戻される。
【００１９】
また、クリーンタンク７には、当該クリーンタンク７内のクーラント１の液位の下限値を検出する下限用スイッチ２４と、上限値を検出する上限用スイッチ２５とが設けられている。これらか下限用スイッチ２４及び上限用スイッチ２５は、例えば近接スイッチにて構成されている。
【００２０】
一方、図３には、クーラントろ過装置に関連した電気的構成の概略が示されている。この図３において、制御手段を構成するＣＰＵ２６に接続された入出力バス２７には、ＲＯＭ２８、ＲＡＭ２９、操作パネル３０、表示用のディスプレイ３１、報知手段を構成するアラーム３２が接続されていると共に、Ｉ／Ｏインターフェース３３を介して汲上げポンプ３、圧力スイッチ１０、クリーンタンクポンプ２０、バルブＡ，Ｂ，Ｃ、下限用スイッチ２４、上限用スイッチ２５が接続され、さらに、各軸モータアンプ３４を介して工作機械２２の各軸モータ３５が接続されている。ＣＰＵ２６は、操作パネル３０からの入力信号と、圧力スイッチ１０、下限用スイッチ２４、上限用スイッチ２５からの各信号と、予め備えた制御プログラムに基づいて、ディスプレイ３１、アラーム３２、汲上げポンプ３、クリーンタンクポンプ２０、バルブＡ，Ｂ，Ｃを制御すると共に、工作機械２２の各軸モータ３５を制御する機能を有している。
【００２１】
次に、上記構成の作用を図１と、図４〜図６を参照して説明する。このうち、図１は動作原理を示す説明図であり、図４〜図６は上記ＣＰＵ２６の制御内容を表したフローチャートを示している。
【００２２】
まず、図４において、ＣＰＵ２６は、クリーンタンク７におけるクーラント１の残量を監視する（ステップＤ１）。クリーンタンクポンプ２０の動作により、クリーンタンク７におけるクーラント１が工作機械２２側へ供給されると、クリーンタンク７におけるクーラント１の残量が低下する。クーラント１の液位が予め設定された設定値まで低下し、下限用スイッチ２４がオンすると、その信号がＣＰＵ２６に入力される。すると、ＣＰＵ２６は、ステップＤ２で「ＹＥＳ」に従ってステップＤ３へ移行し、汲み上げ処理ルーチンを実行する。
【００２３】
汲み上げ処理ルーチンでは、図５に示すように、まず、ステップＥ１において、６０秒のタイマをセットすると共に、汲上げポンプ３をオンする。タイマは、１秒ごとに減算していく。汲上げポンプ３がオンすると、クリーンタンク２内のクーラント１がフィルタ装置５側へ送られる。フィルタ装置５側へ送られたクーラント１はフィルタ９を通過することで浄化され、浄化されたクーラント１は、開放状態のバルブＡを通ってクリーンタンク７側へ供給され、クリーンタンク７にて貯留される。なお、このときバルブＢ及びバルブＣは、オフ状態で閉鎖している。クーラント１がクリーンタンク７側へ供給されることに伴い、クリーンタンク７内の液位が次第に上昇する。
【００２４】
そして、ステップＥ２で、クリーンタンク７の補給完了信号が入ったかどうか（上限用スイッチ２５がオンになったかどうか）を判断し、ステップＥ３で、タイマが０になったかどうかを判断し、ステップＥ４で、圧力スイッチ１０がオンしたかどうかを判断する。タイマが０にならず、かつ圧力スイッチ１０がオンにならない状態で、上限用スイッチ２５がオンした場合には、ステップＥ２で「ＹＥＳ」に従ってステップＥ５へ移行し、汲み上げポンプ３をオフした後、図４のステップＤ４へ移行する。この場合には、汲み上げ処理（補給動作）が正常に行われたと判断する。
【００２５】
正常な場合には、図１の実線矢印で示すように、ステップＧ１〜Ｇ４を繰り返すことになる。
図５のステップＥ３，Ｅ４において、タイマが０にならない状態（汲上げポンプ３をオンしてから６０秒経過すまでの間）で、圧力スイッチ１０がオンになった場合（ステップＥ４で「ＹＥＳ」）には、フィルタ９が目詰まり状態であると判断し、ステップＥ６へ移行し、汲上げポンプ３をオフした後、ステップＥ７へ移行し、逆洗処理ルーチンを実行する。
【００２６】
逆洗処理ルーチンでは、図６に示すように、まず、ステップＦ１において、バルブＡ，Ｂ，Ｃをオンさせる。すると、バルブＡは開から閉、バルブＢ及びＣは共に閉から開となる。すると、エア源１３からのエアがフィルタ装置５側へ供給され、そのエアが、フィルタ９の内部から外部に向けて噴出される（逆洗）。すると、フィルタ９の外面に付着したダストがフィルタ９から剥がれるようになる。
【００２７】
次に、ステップＦ２において、バルブＢをオフした後、汲上げポンプ３をオンさせる。バルブＢをオフすると、バルブＢは開から閉になり、エアの供給が停止される。この状態で汲上げポンプ３がオンされると、クーラントタンク２内のクーラント１が再びフィルタ装置５側へ供給され、剥がれたダストは、クーラント１と共にフィルタケース８のドレン口から排出路１５を通り、クーラントタンク２側へ排出される。従って、フィルタケース８内が洗われる。
【００２８】
次に、ステップＦ３において、バルブＡ及びＣをオフすると共に、汲上げポンプ３をオフさせる。すると、バルブＡは閉から開、バルブＣは開から閉になり、また、クーラント１のフィルタ装置５側への供給が停止される。これにより、フィルタ９を洗浄する逆洗処理が終了する。
【００２９】
図１においては、圧力スイッチ１０がオンすると（ステップＧ５）、点線の矢印で示すように、ステップＧ６〜Ｇ８のフィルタ洗浄動作を行う。
この場合、ステップＦ１におけるエア流入時間は０．６秒、ステップＦ２におけるフィルタケース８内の洗浄時間は１．４秒に設定しているが、これらの設定時間は適宜変更させることが可能である。
逆洗処理が終了したら、図５のステップＥ８へ移行し、汲上げポンプ３をオンした後、ステップＥ２へ戻る。図１では、ステップＧ２へ戻る。
【００３０】
さて、図５のステップＥ２、Ｅ３において、上限用スイッチ２５にて補給の完了を検出しない状態で、汲上げポンプ３をオンしてから６０秒経過した場合（すなわち、補給時間が予め設定された設定時間である６０秒を経過した場合）には、ステップＥ３で「ＹＥＳ」に従ってステップＥ５へ移行した後、図４のステップＤ４へ移行する。この場合には、汲み上げ処理が正常でなく、異常であったと判断し、ステップＤ５において、アラーム３２を動作させて異常報知を行う。運転中であれば、実行プログラムを終了次第、プログラムを停止する。図１では、ステップＧ９，Ｇ１０参照。
【００３１】
作業者は、そのアラーム３２による異常報知を聞くことで、フィルタ９が交換時期であると判断し、フィルタ９の交換を行う。また、クリーンタンク２の汚れ具合を見て、必要があればクリーンタンク２の掃除を行う。
【００３２】
上記した実施例においては、クーラント１をクーラントタンク２からクリーンタンク７へ当該クリーンタンク７が所定量になるまで補給するのに要する補給時間が予め設定された設定時間、本実施例では６０秒以上になると、ＣＰＵ２６は、汲み上げ処理が異常であると判断し、アラーム３２により異常報知をする。作業者は、その異常報知を受けることで、フィルタ９が交換時期であるか、或いはクーラントタンク２が掃除時期であるかがわかる。従って、作業者は、フィルタ９の交換やクーラントタンク２の掃除を早めに行うことができる。
【００３３】
この場合、クリーンタンク７におけるクーラント１の液位が上限位置から下限位置までのクーラント１の量を、クリーンタンク７へのクーラント１の補給が停止してから、クリーンタンク７へのクーラント１の補給が再開されるまでに工作機械２２にて使用される量以上に設定しておくことが好ましい。このように設定した場合には、異常が報知されてから、クリーンタンク７へのクーラント１の補給が再開されるまでに、フィルタ９を交換することで、クリーンタンク７のクーラント１が空にならず、工作機械２２の加工を中断させないようにできる。
【００３４】
図６は本発明の第２実施例を示したものであり、この第２実施例は上記した第１実施例とは次の点が異なっている。すなわち、フィルタ９の目詰まり状態を検知するための目詰まり検知手段として、上記圧力スイッチ２０に代えて、差圧スイッチ４０を用いている。この差圧スイッチ４０は、フィルタ装置５を跨ぐようにして、一端部をフィルタ装置５の入口側である第１の補給路４に接続し、他端部をフィルタ装置５の出口側である第２の補給路６に接続し、フィルタ装置５の入口側の圧力と出口側の圧力との差を検出する。フィルタ９に目詰まりがない状態では、その圧力差は小さいが、フィルタ９が目詰まり状態になると、入口側の圧力に対して出口側の圧力が小さくなり、その差が大きくなることで判断できる。
【００３５】
次に本発明の第３実施例について説明する。この第３実施例は、上記した第１実施例とは次の点が異なっている。すなわち、フィルタ９が交換時期になると、フィルタ９が目詰まりする頻度が多くなる。このため、ＣＰＵ２６は、フィルタ洗浄機構１７による洗浄動作の回数をカウントし、その回数が予め設定された設定回数になったときに、異常報知をするようする。これによっても、第１実施例と同様な作用効果を得ることができる。
【００３６】
本発明は、上記した各実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
フィルタ９を洗浄するためのフィルタ洗浄機構としては、上記した圧縮エアを用いた逆洗方式に限らず、例えばフィルタを回転させてダストを振るい落とす方式のもの、或いはフィルタの外周部をスクレーパでこすり落とす方式のものでも良い。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、作業者は、異常報知を受けることで、フィルタが交換時期であるか、或いはクーラントタンクが掃除時期であるかがわかる。従って、作業者は、フィルタの交換やクーラントタンクの掃除を早めに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すもので、動作原理を説明するための図
【図２】全体の概略構成図
【図３】電気的構成を示す図
【図４】ＣＰＵの制御内容を示すフローチャートその１
【図５】フローチャートその２
【図６】フローチャートその３
【図７】本発明の第２実施例を示す図２相当図
【符号の説明】
図面中、１はクーラント、２はクーラントタンク、３は汲上げポンプ（第１のポンプ）、５はフィルタ装置、７はクリーンタンク、８はフィルタケース、９はフィルタ、１０は圧力スイッチ（目詰まり検知手段）、１３はエア源、１７はフィルタ洗浄機構、２０はクリーンタンクポンプ（第２のポンプ）、２２は工作機械、２４は下限用スイッチ、２５は上限用スイッチ、２６はＣＰＵ（制御手段）、４０は差圧スイッチ（目詰まり検知手段）、Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれバルブを示す。

Claims (3)

1. クーラントタンクに貯留されたクーラントを、第１のポンプにより、フィルタを通してクリーンタンクへ補給し、そのクリーンタンクに貯留されたクーラントを、第２のポンプにより工作機械へ供給し、その工作機械にて使用されたクーラントを前記クーラントタンクへ戻す構成とした工作機械のクーラントろ過装置において、
   前記フィルタの目詰まり状態を検知する目詰まり検知手段と、
   前記フィルタを洗浄するフィルタ洗浄機構と、
   前記目詰まり検知手段が前記フィルタの目詰まり状態を検知することに基づき前記フィルタ洗浄機構にて前記フィルタの洗浄動作を行わせる制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記クーラントを前記クーラントタンクから前記クリーンタンクへ当該クリーンタンクが所定量になるまで補給するのに要する補給時間が予め設定された設定時間以上になったときに異常報知することを特徴とする工作機械のクーラントろ過装置。
2. 前記所定量は、前記クリーンタンクへのクーラントの補給が停止してから、前記クリーンタンクへのクーラントの補給が再開されるまでに工作機械にて使用される量以上であることを特徴とする請求項１記載の工作機械のクーラントろ過装置。
3. クーラントタンクに貯留されたクーラントを、第１のポンプにより、フィルタを通してクリーンタンクへ補給し、そのクリーンタンクに貯留されたクーラントを、第２のポンプにより工作機械へ供給し、その工作機械にて使用されたクーラントを前記クーラントタンクへ戻す構成とした工作機械のクーラントろ過装置において、
   前記フィルタの目詰まり状態を検知する目詰まり検知手段と、
   前記フィルタを洗浄するフィルタ洗浄機構と、
   前記目詰まり検知手段が前記フィルタの目詰まり状態を検知することに基づき前記フィルタ洗浄機構にて前記フィルタの洗浄動作を行わせる制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記フィルタ洗浄機構による洗浄動作の回数が予め設定された設定回数以上になったときに異常報知することを特徴とする工作機械のクーラントろ過装置。

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