JP2012166312A - クーラント濾過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省スペースでクーラントａの温度上昇を抑えたクーラント濾過装置を提供する。
【解決手段】
工作機械２００から排出される金属等の異物が混入したクーラントａを貯溜させるクーラントタンク３（サブタンク４ａ、４ｂ）に、クーラントａの熱を吸収しクーラントタンク外の気体中に放熱するため、クーラントタンク３の周壁面にヒートシンク１７を固定し、さらにクーラントタンク３外でヒートシンク１７の周囲の気体の強制対流するファン１８を設けた。
【選択図】図６

Description

本発明は、工作機械から排出されるクーラントを処理するクーラント濾過装置に関する。

工作機械では、研削工具や被加工材料等の冷却や切削焼けを防止するため、クーラントが用いられる。クーラントの温度上昇は、工作機械を不規則に熱変形させたり、また被加工品を急激に熱膨張させて工作機械と被加工品の加工位置との相対位置を変化させる。このため、クーラントを冷却する技術として、例えば、特許文献１及び２に開示されたようなものがある。

特許文献１の技術は冷却のための専用のクーラントタンクや、このタンク内浸漬される冷却コイルや、該コイルをクーラント温度以下に冷やすための装置や、クーラントを案内する配管や、先のクーラントタンク内のクーラントを攪拌する手段などを備えている。また特許文献２の技術は、クーラントを冷却するために専用に設けられたクーラントタンクや、このタンク内のクーラントを自身の内方に導入し冷却した後に先のタンク内に送り戻すように作用するクーラントや、先のタンク内のクーラントを攪拌する手段などを備えている。

特開２００６−１８７８５１号公報 特開平１１−０２７６８１８号公報

上記した従来技術においては、クーラントの冷却のために広い設置スペースを必要とする。
本発明は、多くのスペースを必要とせずにクーラントの温度上昇を抑えることができるクーラント濾過装置を提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、本発明に係るクーラント濾過装置は、工作機械から排出される金属等の異物が混入したクーラントを受け入れて貯溜させるクーラントタンクと、該クーラントタンク内のクーラントの熱を吸収し該クーラントタンク外の気体中に放熱するために該クーラントタンクの周壁面に固定されたヒートシンクと、該クーラントタンク外で前記ヒートシンクの周囲の気体の強制対流するファンとを有することを特徴とする。

本発明によれば、ヒートシンク及びファンによる気体への放熱作用により、クーラントの温度上昇を、従来の技術に較べて省スペース的に抑えることができる。また従来の技術に較べ装置がコンパクト化されるため、クーラントの温度上昇を比較的低コストで抑えることが可能となる。

クーラント濾過装置の平面図である。 クーラント濾過装置の後部拡大側面図である。 冷却ユニットを示す平面図である。 ヒートシンクを示しＡは平面図でＢは正面図である。 ヒートシンクの取付構造を示す図である。 サブタンクの後部周辺を上方から見た図である。 サブタンクの冷却ユニット周辺を示す図である。

以下、実施例のクーラント濾過装置について、図面を参照して詳細に説明する。
図１において、クーラント濾過装置１００は、工作機械２００から排出される金属片等の異物（切粉など）の混入したクーラントａを開口部ｄ１で受け入れて貯溜するクーラントタンク３を備えている。クーラントタンク３内においては、多数のスクレーパ７がチェーン６に連動して周回し、紙面右側の排出口ｄ２から異物を外方へ落下させる。クーラントタンク３は、サブタンク４ａ、４ｂを有している。クーラントタンク３内は、濾過装置（パンチ板、フィルタ、サイクロン集塵機等、図示せず）を介して濾過度により、ダーティ側からクリーン側への複数領域に分割され、この分割された領域をサブタンク４ａ、４ｂに対応させても良い。本実施例では、サブタンク４ａは異物が含まれているダーティ側領域となっており、サブタンク４ｂは、前後に仕切られその前側（紙面左側）が浄化されたクーラントを保持するクリーン側領域となっている。

図２は、クーラント濾過装置１００の排出口ｄ２側の一部側面図である。サブタンク４ａの上面ｃ７にポンプ１０が縦向きに固定され、サブタンク４ｂの上面ｃ７ではポンプ１１が横置きに固定されている。ポンプ１０は上面ｃ７に固定されるモータ１０ａと、クーラントａに浸漬送液部１０ｂとからなる。ポンプ１１は、サブタンク４ｂの上面ｃ７に固定されるモータ１１ａと送液部１１ｂとからなる。

上記クーラントタンク３の周壁面には貯溜されたクーラントａを冷却するため、複数の冷却ユニット１６ａ、１６ｂ、１６ｃを設ける。冷却ユニット１６ａ、１６ｂ、１６ｃのそれぞれは図３に示すようにヒートシンク１７及び動力ファン１８からなっている。本実施例では、各冷却ユニット１６ａ、１６ｂ、１６ｃはサブタンク４ａの後面ｃ９、及び、サブタンク４ｂの前面ｃ１３及び後面ｃ１４のそれぞれに固定してある。

ヒートシンク１７は図４に示すように、支持板１７ａの表側に設けられた複数からなる表側フィン１７ｂと、支持板１７ａの裏側に設けられた複数からなる裏側フィン１７ｃとを有するもので、全体を銅やアルミニウムなどの熱伝導性のよい材料で一体成形され、支持板１７ａの外周縁に固定用にフランジ部ｆ１を有し、このフランジ部ｆ１に複数のボルト孔ｆ２を形成している。また表側フィン１７ｂ及び裏側フィン１７ｃのそれぞれは図５Ａに示すように厚さｇ１に対して幅ｇ２が大きい板状体とする。この実施例では表側フィン１７ｂ及び裏側フィン１７ｃは全て上下方向に沿って並列状に配置してあり、また裏側フィン１７ｃの相互間隔はクーラントａに混入しクーラントａと一緒に流動する異物が容易に通過し得る大きさとしてある。裏側フィン１７ｃが上下方向に沿わせ、クーラントａに含まれる沈降性の異物が各裏側フィン１７ｃの表面上に堆積するのを抑制する。

各ヒートシンク１７はサブタンク４ａの後面ｃ９や４ｂの前面ｃ１３や後面ｃ１４に図５に示すような四角状の透孔ｉ１やネジ孔２０ａを形成しておき、この透孔ｉ１やネジ孔に螺合されるボルト（ネジ部材）２０などを介して、各面ｃ９、ｃ１３、ｃ１４の外側から作業者による脱着処理ができるように固定している。このようにしておけば、裏側フィン１７ｃの表面汚れを洗浄するなどの保守が容易に行えるようになる。このヒートシンク１７は各面ｃ９、ｃ１３、ｃ１４に固定された状態では、裏側フィン１７ｃはクーラントタンク３（サブタンク４ａ、４ｂ）内のクーラントａに浸漬した状態となり、表側フィン１７ｂは大気に接触した状態となるようにその位置を設定される。

サブタンク４ａの後面ｃ９に設けられたヒートシンク１７に対して、ポンプ１０の吐出管１０ｃから分岐された分岐管２１の先端が、ヒートシンク１７の幅中央箇所の上方位置に導かれ裏側フィン１７ｃへ向け下向きに開口されている。図７にフィン１７ｃと分岐管２１の先端の位置関係を示す。

管部材２２ａの吐出し口は、ヒートシンク１７の上方に限らず、ヒートシンクの中央位置から下部方向へ位置しても良い。ヒートシンクへの異物の堆積は、フィン上下方向の上部に比べて、中央部より下部への堆積が起こりやすく、ヒートシンクの上部から吐出すと、下部の堆積物を落とすことができない場合があるからである。

分岐管２１からポンプ１０の送液部１０ｂに吸い込まれて送り出されたクーラントａが図７に示すように流出し、ヒートシンク１７の裏側フィン１７ｃ近傍のクーラントａを下方へ積極的に流動させる。これにより、サブタンク３ｄ内のクーラントａの熱は後面ｃ９のヒートシンク１７に伝達される。

サブタンク４ｂの後面ｃ１４に設けられたヒートシンク１７も同様にポンプ１０からの分岐管２２の先端の開口が、ヒートシンク１７の幅中央箇所の上下方向の中央から上方に導かれ裏側フィン１７ｃへ向け下向きに取り付けられる。
サブタンク４ｂは、クリーン側領域に配置される冷却ユニット１６ｂのヒートシンク１７には、異物の堆積は無いことから分岐管に吐出しは不要である。

冷却ユニット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動力ファン１８は対応するヒートシンク１７の表側フィン１７ｂに向けて大気を吹きかけるファン１８ａと、これを回転駆動するモータ１８ｂからなっている。このさい、モータ１８ｂはこれの対応するヒートシンク１７が接触しているクーラントａの温度に関連して回転数を大小に変更されるものとすることもできる。これによりクーラントａを個別的に冷却することができる。

サブタンク４ａ内において、ポンプ１０に吸引されたクーラントａは分岐管２１の先端からクーラントａ等が後面ｃ９のヒートシンク１７の裏側フィン１７ｃに向かう下方へ流出され、裏側フィン１７ｃ近傍のクーラントａ等を下方へ向け流動する。この流動によりサブタンク４ａ内のクーラントａは後面ｃ９の裏側フィン１７ｃの幅方向に沿った平面に頻繁に接触され、クーラントａの熱がそのヒートシンク１７に伝導され、その後はファン１８ａにより送られた大気に放散される。サブタンク４ｂにおいても同様に、クーラントａの熱がこれに接触したヒートシンク１７に伝導され、その後はファン１８ａにより送られた大気に放散される。このようにしてサブタンク４ｂ内のクーラントａは２つの冷却ユニット１６ｂ、１６ｃにより冷却され、その温度を降下させることができる。

冷却ユニット１６ａ、１６ｂに対する分岐管２１による洗浄はポンプが停止すれば停止するが、さらに冷却効果を上げたい場合は、ポンプ停止後もファン１８ａの運転を続け、ある一定時間運転後に停止するようにしても良いし、温度調整を行い、ある一定の温度になった場合に停止するようにしても良い。

また、外気とクーラントタンク３内の温度検知を行い、クーラントタンク３内温度が外気温度より一定温度以上になったらファン１８ａを運転させ、一定温度以下になったらファン１８ａを停止させるようにしても良い。このように、ポンプ１０,１１の運転中か否かに拘らず、冷却ユニット１６ａ、１６ｂ、１６ｃにおける冷却効果を継続できる。

２００ 工作機械
１ クーラント濾過装置
３ クーラントタンク
４ａ、４ｂ サブタンク
１７ ヒートシンク
１７ｂ 表側フィン
１７ｃ 裏側フィン
１８ａ ファン
２０ ボルト（ネジ部材）
２１ 分岐管
ａ クーラント

Claims (3)

1. 工作機械から排出される金属等の異物が混入したクーラントを受け入れて貯溜させるクーラントタンクと、該クーラントタンク内のクーラントの熱を吸収し該クーラントタンク外の気体中に放熱するために該クーラントタンクの周壁面に固定されたヒートシンクと、該クーラントタンク外で前記ヒートシンクの周囲の気体の強制対流するファンとを有することを特徴とするクーラント濾過装置。
   
2. 前記ヒートシンクは複数からなる表側フィンと複数からなる裏側フィンとを具備し、前記周壁面に形成された孔を介して固定され、前記裏側フィンが前記クーラントに接触し、前記表側フィンが前記気体に接触することを特徴とする請求項１のクーラント濾過装置。
   
3. 前記裏側フィンが長さ方向を上下方向に沿わせられており、前記クーラントタンク内で前記クーラントを吸引し前記工作機械へ送るポンプによる吸引されたクーラントの一部が分岐して前記裏側フィンの冷却面上に降下するよう吐出すように配管の開口が設けられていることを特徴とする請求項１記載のクーラント濾過装置。