JP2015077646A - 工作機械の加工液タンク - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械の加工槽から排出される加工液を貯留しかつ浄化してから加工槽に供給する加工液タンクは、設置面積を過度に大型化せずに浄化した加工液を供給することが望まれる。
【解決手段】本発明の加工液タンク（１０）は、加工槽（２）が排出する加工液（７）を回収して貯留する内部空間の水平断面積が上部分（１１ａ）よりも下部分（１１ｂ）の方が小さい汚液槽（１１）と、汚液槽から送られる間に浄化される加工液を貯留しかつ加工槽に送る清液槽とを含む。清液槽が、加工槽に送る浄化した加工液を貯留する第１の清液槽（１２）と、汚液槽から送られる間に浄化した加工液を貯留しかつ第１の清液槽に送る第２の清液槽（１３）とを含むと良い。所定の液位より汚液槽の液位（Ｌｄ）が低い時のみ清液槽又は第１清液槽から汚液槽に加工液を送る送液手段（３０）を含むと良い。所定の液位が清液槽の液位又は第１の清液槽の液位（Ｌｍ）であると良い。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械の加工槽から排出される加工液を貯留するとともに貯留したその加工液を浄化してからその加工槽に再び供給する加工液タンクに関する。

加工槽を有する工作機械では、加工槽の中の被加工物と加工工具との間に加工液を供給するために、その間隙に向けてノズル等から加工液を供給したり、被加工物を加工液の中に沈めた状態にする等して被加工物を加工する。そうした加工液は、加工屑等によって汚れるので、加工液タンクに排出されて、その加工液タンク内で浄化されたあと再び供給される仕組みになっている。

例えば、放電加工装置は、ワイヤ電極を一対のワイヤガイド間で更新移動させて、そのワイヤ電極と被加工物の間の微小間隙に加工液を供給し、その微小間隙に電圧パルスを繰返し印加して放電を発生させることで被加工物を放電加工するワイヤカット放電加工装置と、立体形状の加工用電極を用いて、その加工用電極と被加工物の間の微小間隙に加工液を供給し、その微小間隙に電圧パルスを繰返し印加して放電を発生させることで被加工物を放電加工する形彫放電加工装置とに大別される。放電加工装置では、加工液としてイオン交換された水や油系加工液等が使用されている。

放電加工装置は、加工槽内に被加工物を固定して、その被加工物を加工液に沈めた状態で放電加工する方法、加工液に沈めた被加工物の加工部位に噴流ノズルから加工液を噴流しながら放電加工する方法、そして、被加工物の加工部位にだけ噴流ノズルから加工液を供給しながら放電加工する方法などがある。加工槽内の加工液は、被加工物の放電加工で生じる加工屑等で汚れるので、少なくとも加工中はその加工槽のドレンバルブ（加工液排出弁）を開いて加工液タンクに所定の流量で排出されながら、その加工液タンクで浄化されてからポンプ等の送液装置によって加工槽に設けた供給口または噴流ノズルから、その加工槽内から排出される加工液の所定の流量と同じだけ加工槽に供給される。また、加工液は、被加工物の放電加工が終了した時などに、加工槽のドレンバルブを開いて加工液タンクに全て排出される。したがって、加工槽に加工液を充満して加工する放電加工装置の場合で、加工液タンクは、加工槽を浄化された加工液で充満できる容量と加工槽から加工に供された使用済の加工液を全て回収できる容量とを合わせた容量に、加工液の供給不足と加工液の溢出事故を防止する安全のための容量を加えた総量を収容できる容積を有することが要求される。このとき、加工の原理的には、加工槽に加工液が満載されている加工中、加工液タンクの中には、加工液が殆ど貯留されていなくてもよいと言える。ただし、実用上は、例えば、ポンプを空運転させないために、ないしは、加工中に常時所定の液圧の加工液の噴流を供給し続けるために、液面を所要の液位以上に維持し得る十分な量の加工液が加工液タンクに残されて貯留されている必要がある。以下、液面を所要の液位以上に維持するために、加工液タンクに最低限度貯留されていなければならない加工液の容量を通常容量という。

特許文献１（特開２００２−２６３９６１号公報）のワイヤ放電加工機の加工液タンクは、より短期間に加工槽を加工液で満たすことができるようにするために、その内部が、２つの仕切り板により、ダーティ槽と中間槽およびクリーン槽に３分割されている。第１の仕切り板は、クリーン槽と中間槽の間を仕切るとともに、加工液をクリーン槽から中間槽に移動させる第１の手段を含む。第２の仕切り板は、ダーティ槽と中間槽の間を仕切るとともに、加工液をダーティ槽から中間槽に移動させる第２の手段を含む。それら第１と第２の手段は、仕切り板に設けた貫通穴とこの貫通穴を開閉する弁からなり、それぞれの弁をそれぞれの貫通穴の両側に収納されている加工液の液位差により開閉する。ダーティ槽は、加工槽から排出される加工液を収納する。ダーティ槽内の加工液は、ダーティポンプによって吸い上げられて、フィルタに通されて加工屑などが除去されたあとクリーン槽に送られる。また、ダーティ槽内の加工液は、ダーティ槽内の加工液の液面の高さが中間槽の加工液の液面の高さよりも高いときにのみ、第２の弁を開いて中間槽に供給される。クリーン槽は、浄化された加工液を収納する。クリーン槽内の加工液は、供給ポンプによって吸い上げられてノズルから加工槽内の加工部に供給される。また、クリーン槽内の加工液は、クリーン槽内の加工液の液面の高さが中間槽の加工液の液面の高さよりも高いときにのみ、第１の弁を開いて中間槽に供給される。中間槽は、第１の弁と第２の弁が開いたときにクリーン槽とダーティ槽から供給される加工液を収納する。中間槽の加工液は、急送ポンプによって吸い上げられて加工槽の供給口から加工槽の中に供給される。また、中間槽の加工液は、中間槽の収納できる許容量を超えると第２仕切り板の上端からダーティ槽にオーバーフローする。

特許文献１の加工液タンクは、特許文献１の図２に具体的に示されているように、まず、クリーン槽内の加工液の液面Ｌｃと中間槽内の加工液の液面Ｌｍの高さは等しく、ダーティ槽内の加工液の液面Ｌｄよりも高いとする。この状態では、第１の弁と第２の弁は閉じた状態になっている。それで、加工槽の加工液排出弁を閉じてから、急送ポンプをオンして、中間槽内の加工液を加工槽に送り出す。液面Ｌｍが下降して液面Ｌｃよりも低くなると、第１の弁は左右の液圧差により開き、クリーン槽内の加工液が中間槽に流れ込み、液面Ｌｍと液面Ｌｃの高さは等しくなる。液面Ｌｍと液面Ｌｃがさらに下降して液面Ｌｄよりも低くなると、第２の弁が左右の液圧差により開き、ダーティ槽内の加工液が中間槽に流れ込む。以後、液面Ｌｍ、液面Ｌｃおよび液面Ｌｄが等しい高さになって下降する。そして、加工槽内の加工液位が予め定める高さになった後、急送ポンプをオフする。急送ポンプがオフされると第１と第２の弁が閉じる。しかし、ダーティポンプから加工液が供給されることにより液面Ｌｃが上昇するため、第１の弁は直ちに開き、液面Ｌｍと液面Ｌｃは同一の高さになって上昇する。この時、中間槽内の加工液がダーティ槽に流れ込むことはない。また、加工が終了して加工液排出弁を全開にした時に液面Ｌｄが液面Ｌｍより低かった場合は、加工槽から戻った加工液により液面Ｌｄが液面Ｌｍよりも高くなった時点で第２の弁が開き、以後、液面Ｌｄと液面Ｌｍは同一の高さになって上昇する。しかし、液面Ｌｍが上昇して液面Ｌｃよりも高くなっても、第１の弁が閉じられるので、中間槽内の加工液がクリーン槽に流れ込むことはない。以上の構成によって、特許文献１の発明によると、加工液タンクの設置面積を大きくすることなく、加工槽を加工液で充満させるために加工液タンクから加工槽に送る加工液の送液量を増大させて加工液を“急送”し、段取り時間を短縮させることができる。

特開２００２−２６３９６１号公報

しかしながら、特許文献１の放電加工装置の加工液タンクは、中間槽内の加工液の液面がダーティ槽内の加工液の液面よりも低いと、ダーティ槽側の第２の仕切り板に設けられた第２の弁が開き、ダーティ槽内の加工屑等を含んだ加工液がフィルタ等の浄化装置を経由せずに中間槽内に直接供給されるので、例えば、加工前の空の加工槽に中間槽から加工液を急送してその加工槽を所定量の加工液で満たすときや加工後の加工槽からすべての加工液を速やかにダーティ槽に排出してその加工槽を空にするとき等の正常動作時においても、急送の途中または排出の途中から第２の弁が開いて、中間槽内に加工屑等を含む汚れた加工液が混入してしまい、最終的に加工槽に浄化が不十分な加工液を供給することになる。加工液中の加工屑等は、加工速度の低下、加工面の面粗さの低下、または、加工不安定によるワイヤ電極の断線等を誘発する。特に、加工液が水系加工液の場合は、放電加工に供されて比抵抗値が所要値以下に低下した使用済の加工液が混入するので、中間槽の加工液が全く使えなくなってしまう。

また、加工液タンクの高さは、加工槽に固定されているドレンパイプ（排出管）の排出口の高さに制約を受けるとともに、加工液タンクのダーティ槽の全長または全幅がドレンパイプの移動距離、言い換えると、加工槽を移動させる移動体の移動ストロークに制約を受けている。そのため、特許文献１に開示される加工液タンクのように中間槽を有する加工液タンクは、理論上は、設置面積を大きくすることなく加工液を加工槽に急送できるようになるが、現実的には、殆どの加工機において、加工槽を含む加工機本機の構成に対応して加工液タンクの設置面積を大きくせざるを得ない。そして、設置面積が大きくなるほど、所要の液位を維持するために通常容量をより多くする必要があるので、特にダーティ槽の容積が通常容量分一層増大して、加工液タンクが大型化する。反対に、設置面積を大きくできない場合は、中間槽の容量を犠牲にしてダーティ槽の容量を中間槽の容量に比べて大きくする必要がある。そのため、中間槽から加工槽に加工液を急送するときの単位時間当たりの送液量を少なくせざるを得ず、加工液の供給に要する時間がより長くなる。

そこで、本発明は、設置面積を過度に大型化することなく、正常動作時には浄化した加工液を工作機械の加工槽に供給することを可能にする加工液タンクを提案することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の加工液タンクでは、工作機械の加工槽から排出される加工液を貯留するとともに貯留したその加工液を浄化してからその加工槽に供給する加工液タンクであって、前記加工槽から排出される前記加工液を回収して貯留するとともにその加工液を貯留する内部空間の水平断面積が上部分よりも下部分の方が小さく形成されている汚液槽と、前記汚液槽から送られてくる間に浄化される加工液を貯留するとともにその浄化された加工液を前記加工槽に送る清液槽と、を含むことを特徴とする。このとき、前記清液槽が、前記加工槽に送る浄化された加工液を貯留する第１の清液槽と、前記汚液槽から送られてくる間に浄化される加工液を貯留するとともに前記浄化された加工液を前記第１の清液槽に送る第２の清液槽と、を少なくとも含んでも良い。

本発明の加工液タンクによれば、従来の汚液槽において通常容量を少なくするために水平断面積を小さくすると、汚液槽の加工液の収容能力が低下して加工槽から全ての加工液が排出されるときに必要な容積が不足することがあったが、本発明の加工液タンクの汚液槽のように、汚液槽をその内部空間の水平断面積が上部分よりも下部分を小さくする構造にすることで、上部分において加工槽から排出される全ての加工液を収容させることができるとともに、下部分の水平断面積を小さくすることができるので、汚液槽における前述の通常容量を少なくすることができる。そのため、加工液タンクの設置面積を過度に大きくすることなく、加工に必要な程度に浄化された十分な量の加工液を供給することができる。また、本発明の加工液タンクでは、基本的に清液槽に汚液槽の加工屑等を含んだ汚れた加工液が直接流れ込むことがなくなることで、清液槽から加工に必要な程度浄化された十分な量の加工液を加工槽に常に供給することができるようになって、例えば、加工液中の加工屑等による加工速度の低下、加工面の面粗さの低下、または、加工不安定によるワイヤ電極の断線等の誘発といったことを防止することができる。また、本発明の加工液タンクでは、汚液槽において、加工液タンクの上部分の開口を小さくすることがないので、加工液タンクのメインテナンス作業の作業性を悪化させない。特に、ドレンパイプが移動する場合には、加工槽の排出口を形成するドレンパイプと対面する使用済の加工液の受入口となる空間を十分に確保できる。

また、好ましくは、本発明の加工液タンクが、所定の液位よりも前記汚液槽の液位の方が低いときにだけ、前記清液槽からその汚液槽に前記加工液を送る送液手段を含むと良い。このとき、前記清液槽が前記第１の清液槽と前記第１の清液槽を少なくとも含む場合には、所定の液位よりも前記汚液槽の液位の方が低いときにだけ、前記第１の清液槽からその汚液槽に前記加工液を送る送液手段を含むと良い。

本発明の加工液タンクによれば、基本的に汚液槽と清液槽との間に設けられる送液手段によって、浄化された加工液を貯留する清液槽から使用済の加工液を回収する汚液槽にきれいな加工液が送られることがあっても汚液槽から清液槽に汚れた加工液が送られることがないので、清液槽に汚液槽の加工屑等を含んだ汚れた加工液が直接流れ込むことがなく、清液槽から加工に必要な程度浄化された十分な量の加工液を加工槽に常に供給することができる。したがって、本発明の加工液タンクでは、加工槽にきれいな加工液を供給することができるので、例えば、加工液中の加工屑等による加工速度の低下、加工面の面粗さの低下、または、加工不安定によるワイヤ電極の断線等の誘発といったことを防止することができる。また、本発明の加工液タンクは、汚液槽と清液槽との間に設けられる送液手段を含むことで、汚液槽の液位が所定の液位よりも低くなるときにだけ、清液槽から汚液槽に加工液が送られて、汚液槽の内部空間の水平断面積に関係なく汚液槽の液位が所定の液位になろうとするので、汚液槽の内部空間の水平断面積を小さくすれば、加工槽が所定量の加工液で満たされているときの汚液槽に貯留される加工液の通常容量が比較的少なくなる。ここで、例えば、所定の液位は、清液槽の液位としても良い。また、例えば、所定の液位は、加工槽が空のときの上位の液位とそれ以外のときの下位の液位とに切り換えるようにしても良い。また、本発明の加工液タンクは、加工槽に貯留されている全ての加工液を排出するときに、汚液槽の液位が急激に上昇して所定の液位よりも高くなるために、送液手段によって清液槽から汚液槽に加工液が送られなくなるが、その排出中も汚液槽から清液槽に加工液が送られ続けているので、その排出中に汚液槽から清液槽に送られる加工液の容量の分だけ汚液槽を小さく形成することができる。したがって、本発明の加工液タンクは、汚液槽の総容量が、上記通常容量と、加工槽に貯留されている全ての加工液を排出されても溢れないだけの容量と、を合わせた必要最小限度の容量にすることができるので、清液槽の容積を犠牲にすることなく汚液槽を比較的小さくすることができるとともに加工液タンクの設置面積が過度に大型化しない。

また、好ましくは、本発明の加工液タンクが、前記所定の液位が前記清液槽の液位であると良い。このとき、前記清液槽が前記第１の清液槽と前記第１の清液槽を少なくとも含む場合には、前記所定の液位が前記第１の清液槽の液位であると良い。

本発明の加工液タンクによれば、汚液槽と清液槽との間に設けられる送液手段が、汚液槽の液位が清液槽の液位よりも低くなるときにだけ、清液槽から汚液槽に加工液を送り、清液槽と汚液槽の加工液の液位が同じになろうとするので、加工槽が所定量の加工液で満たされているときに、清液槽と汚液槽の液位が低位で安定し、汚液槽に貯留される加工液の通常容量を少なくできるので、汚液槽を小さくすることができるとともに加工液タンクの設置面積が過度に大型化されない。

また、好ましくは、本発明の加工液タンクが、１つの槽の内部を前記汚液槽と前記清液槽に仕切るとともに、その清液槽の少なくとも一部の上方にその汚液槽の上部分の少なくとも一部が配置されていると良い。このとき、前記清液槽が前記第１の清液槽と前記第１の清液槽を少なくとも含む場合には、１つの槽の内部を前記汚液槽と前記第１の清液槽と前記第２の清液槽からなる３つの槽に仕切るとともに、その第１の清液槽の少なくとも一部の上方にその汚液槽の上部分の少なくとも一部が配置されていると良い。

本発明の加工液タンクによれば、水平断面積が大きく形成される汚液槽の上部分の少なくとも一部が、清液槽の少なくとも一部の上方に配置されることで、加工液タンクの設置面積を小さくすることができる。また、汚液槽において、加工液タンクの上部分の開口を小さくすることがないので、加工液タンクのメインテナンス作業の作業性を悪化させない。特に、ドレンパイプが移動する場合には、加工槽の排出口を形成するドレンパイプと対面する使用済の加工液の受入口となる空間を十分に確保できる。例えば、本発明の加工液タンクは、汚液槽と反対に、清液槽の内部空間の水平断面積が上部分よりも下部分を大きく形成して、清液槽の下部分の一部の上方に汚液槽の上部分を配置した２段構造とすれば、加工槽が所定量の加工液で満たされているときに、汚液槽と清液槽の各液が同位だとすると、汚液槽に加工液を少なく通常容量だけ貯留し、清液槽に加工に必要な程度に浄化された加工液を十分な量貯留させておくことができる。

本発明の加工液タンクによれば、設置面積を過度に大型化することなく、加工に必要な程度に浄化された加工液を工作機械の加工槽に短時間に供給することを可能にする。

本発明の加工液タンクにおける加工槽が空のときの状態を示す模式図である。 本発明の加工液タンクにおける空の加工槽に加工液を急送する状態を示す模式図である。 本発明の加工液タンクにおける加工槽が所定量の加工液で満たされた状態を示す模式図である。 本発明の加工液タンクにおける上ガイドと下ガイドから加工液を高圧または低圧で噴流している状態を示す模式図である。 本発明の加工液タンクにおける加工槽から加工液をすべて排出する状態を示す模式図である。 本発明の加工液タンクの汚液槽と第１の清液槽と第２の清液槽の形状の一例を示す模式図である。 図６の本発明の加工液タンクを汚液槽と第１の清液槽と第２の清液槽に分解して示す模式図である。 図ａが本発明の加工液タンクの上部分の水平断面図を示す図６のＡ−Ａ断面図であり、図ｂが本発明の加工液タンクの下部分の水平断面図を示す図６のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の加工液タンクの第１と第２の送液手段の一例を示すために代表して第２の送液手段を示す図６のＣ−Ｃ矢視断面図である。

本発明の工作機械の加工液タンクとしてワイヤ放電加工装置の加工液タンクの実施の態様を一例にして、図１ないし図９を参照しながら以下に説明する。

ワイヤ放電加工装置１は、加工槽２の中に被加工物６を固定し、その加工槽２に加工液タンク１０から所定量の加工液７を供給して被加工物６を加工液７に沈めた状態で、ワイヤ電極５を上ガイド４ａと下ガイド４ｂの間で更新移動させて、加工液７の中でワイヤ電極５と被加工物６の間の微小間隙に電圧パルスを繰返し印加して放電を発生させることで被加工物６を放電加工する。

加工槽２は、加工液タンク１０から加工液７を流入するための供給口２ａと加工液タンク１０に加工液７を排出するための排出口２ｂを含む。加工槽２の排出口２ｂには、加工液排出弁３を有する。加工液排出弁３は、空の加工槽２に加工液タンク１０の加工液７が急送されてくるときに排出口２ｂを閉じる。また、加工液排出弁３は、加工時などに加工槽２に加工液タンク１０から加工液７が供給される流量に開度を合わせることで、加工槽２の液位を一定に維持しながら加工槽２と加工液タンク１０との間で加工液７を循環させる。また、加工液排出弁３は、放電加工が完了し、加工槽２の加工液７をすべて排出するときには全開にして大きな流量で加工液タンク１０に排出させる。

上ガイド４ａと下ガイド４ｂには、ワイヤ電極５と被加工物６の間の微小間隙に加工液７を供給することができる加工液噴出口が形成されている。また、図示省略されるが、上下ガイド４ａ、４ｂとは別途に、上ノズルと下ノズルを含んで、ワイヤ電極５と被加工物６の間の微小間隙に加工液７を供給するようにしても良い。また、図示省略されるが、ワイヤ電極５と被加工物６の間の微小間隙に加工液７を供給する噴出孔を被加工物６に形成しても良い。また、図示省略されるが、型彫り放電加工装置であれば、加工液７の噴出孔を電極に形成しても良い。

加工液タンク１０は、汚液槽１１と清液槽とを有する。清液槽は、被加工物を浸漬するために必要な程度に浄化され加工液を充満させるための加工液を貯留する急送用の第１の清液槽１２と、加工媒体として必要な程度に浄化され加工間隙に直接供給するための加工液を貯留する噴流用の第２の清液槽１３とから成る。汚液槽１１は、加工槽２の排出口２ｂから排出される加工屑などを含んで汚れている使用済の加工液７を回収して貯留する。循環ポンプ２１は、汲み上げた汚液槽１１の加工液７を濾過フィルタ等の浄化装置２５を通過させることで浄化し、その浄化されたあとのきれいな加工液７を第２の清液槽１３に所定の流量で送る。第２の清液槽１３は、きれいな加工液７を貯留し、常時加工液７が供給されてくることから、貯留可能な容量を超えて加工液７が溢れるので、その溢れた加工液７、すなわち、そのオーバーフローした加工液７を第１の清液槽１２に送るようになっている。第１の清液槽１２は、第２の清液槽１３から常時送られてくるきれいな加工液７を貯留する。また、第１の清液槽１２は、後述される第１の送液手段３０によって汚液槽１１にきれいな加工液７を送るようになっている。なお、汚液槽１１の加工液７ｄ、第１の清液槽１２の加工液７ｍ、第２の清液槽１３の加工液７ｃ、そして、加工槽２の加工液７ａを総じて、加工液７と称することにする。

送液ポンプ２２は、常時第１の清液槽１２のきれいな加工液７を汲み上げて、冷却装置２６を介して第２の清液槽１３に送る。冷却装置２６は、放電加工のときに加熱されて温度が上昇した加工液７を冷却して、常に加工液７を所定の一定温度に維持する。また、その送液ポンプ２２は、常時第１の清液槽１２のきれいな加工液７を汲み上げて、加工液排出弁３を閉じてから加工槽２の供給口２ａから空の加工槽２に加工液７を満たすときには所定の大きな流量で加工液７を加工槽２に送り、加工液７が加工槽２の所定の液位Ｌａまで貯まったときには所定の小さな流量に切り換えて加工液を送るとともにそのときの流量に加工液排出弁３の開度を合わせることで所定の小さな流量で加工液７を循環させる。もちろん、送液ポンプ２２は、第２の清液槽１３に送るポンプと加工槽２に送るポンプで別々のポンプを使っても良い。また、空の加工槽２にさらに速く加工液７を供給するために、送液ポンプ２１とは別に急送ポンプ２３を設けても良い。急送ポンプ２３は、送液ポンプ２１と一緒に所定の大きな流量で第１の清液槽１２の加工液７を加工槽２に急送し、加工液７が加工槽２の所定の液位まで貯留されたら停止するようにしても良い。噴流ポンプ２４は、第２の清液槽１３のきれいな加工液７を汲み上げて、所定の大きな流量で上ガイド４ａや下ガイド４ｂなどから加工槽２にきれいな加工液７を供給する。なお、加工液７がイオン交換された水である場合には、例えば、樹脂省略されるイオン交換樹脂からなる純水器を冷却装置２６の前後の流路に配置するようにしても良いし、また、図示省略される別途に設けるポンプで第２の清液槽１３から汲み上げた加工液７を図示省略されるイオン交換樹脂からなる純水器を通したあと再び第２の清液槽１１３に戻すようにしても良い。

ここからは、本発明の加工液タンク１０の特有の構成が説明される。本発明の加工液タンク１０は、汚液槽１１と第１の清液槽１２と第２の清液槽１３との３つの貯留槽を含む。例えば、図に示すように、本発明の加工液タンク１０は、１つの槽内を汚液槽１１と第１の清液槽１２と第２の清液槽１３に仕切り板で分割されて、内部空間の上部分１１ａよりも下部分１１ｂの方の水平断面積が小さい汚液槽と、内部空間の上部分１２ａよりも下部分１２ｂの方の水平断面積が大きい第１の清液槽１２と、そして、内部空間の水平断面積が上部分１３ａと下部分１３ｂとで略等しい第２の清液槽１３と、が組み合わされた１つの直方体を成している。したがって、加工液タンク１０は、その上部分１０に各槽の上部分１１ａ、１２ａ、１３ａが配置され、その下部分１０ｂに各槽の下部分１１ｂ、１２ｂ、１３ｂが配置されている。なお、図では、ＸＹ平面を水平方向とし、Ｚ方向を垂直方向とする。Ｚ軸方向が加工液タンク１０の深さを示す方向である。また、循環ポンプ２１が停止するなどした場合において、図のように汚液槽１１からオーバーフローする汚れた加工液７を濾過フィルタ等の浄化装置２６を通してから第２の清液槽１３に送るための流路を設けてあっても良い。また、循環ポンプ２１が停止するなどした場合において、汚液槽１１からオーバーフローする加工液７が仕切り板の上端から隣の第２の清液槽１３に流入しないようにしても良い。

また、本発明の加工液タンク１０は、汚液槽１１と第１の清液槽１２の間に第１の送液手段３０を含む。第１の送液手段３０は、汚液槽１１の液位Ｌｄが所定の液位よりも低くなるときにだけ、第１の清液槽１２から汚液槽１１に加工液７を送るものである。例えば、図に示すように、本発明の加工液タンク１０では、汚液槽１１の下部分１１ｂと第１の清液槽１２の下部分１２ｂの間の仕切り板に、第１の送液手段３０が設けられて、前記所定の液位を第１の清液槽１２の液位Ｌｍとして、汚液槽１１の液位Ｌｄが第１の清液槽１２の液位Ｌｍよりも低いときにだけ、第１の清液槽１２のきれいな加工液７を汚液槽１１に送る。例えば、第１の送液手段３０は、汚液槽１１の下部分１１ｂと第１の清液槽１２の下部分１２ｂの間の仕切り板に汚液槽１１と第１の清液槽１２を連通す連通孔３０ａと、その連通孔３０ａを汚液槽１１の内側から開閉する開閉板３０ｂとを含み、汚液槽１１の液位Ｌｄが第１の清液槽１２の液位Ｌｍよりも低いことで生じる液圧差で開閉板３０ｂを汚液槽１１の内側に開いて、第１の清液槽１２の加工液７を汚液槽１１に供給し、それ以外では開閉板３０ｂが開かない逆止弁であっても良い。そうした逆止弁であれば、送液手段３０の構成が容易になる。また、第１の送液手段３０は、液位あるいは液位差あるいは液圧差を検出する各種センサを適宜用いて、その検出信号を受けて開閉板３０ｂを駆動手段で開閉するようにしても良いし、その検出信号を受けて別途に設けるポンプで第１の清液槽１２から汚液槽１１に加工液７を送液するようにしても良い。また、第１の送液手段３０は、例えば、所定の液位を加工槽２が空のときのある一定の上位の液位とそれ以外のときのある一定の下位の液位とに切り換えるようにしても良い。

また、本発明の加工液タンク１０は、第１の清液槽１２と第２の清液槽１３の間に第２の送液手段４０を含んでも良い。第２の送液手段４０は、循環ポンプ２１が故障したときや浄化手段の濾過フィルタが目詰まりしたときなどのように、汚液槽１１から第２の清液槽１３に送る加工液７が不足しまたは全く送ることができないときにでも、上下ガイド４ａ、４ｂ等から加工液７を噴流しながら加工が継続できるように、または、噴流ポンプ２４の空運転による焼付けを防止するために、第２の清液槽１３の液位Ｌｃが所定の液位よりも低くなるときにだけ、第１の清液槽１２から第２の清液槽１３に加工液７を送るものである。例えば、図に示すように、本発明の加工液タンク１０では、第１の清液槽１２の下部分１２ｂと第２の清液槽１２の下部分１３ｂの間の仕切り板に、第２の送液手段４０が設けられて、前記所定の液位を第１の清液槽１２の液位Ｌｍとして、第２の清液槽１３の液位Ｌｃが第１の清液槽１２の液位Ｌｍよりも低いときにだけ、第１の清液槽１２の加工液７を第２の清液槽１３に送る。例えば、図に示すように、第２の送液手段４０が、第１の清液槽１２の下部分１２ｂと第２の清液槽１３の下部分１３ｂの間の仕切り板に第１の清液槽１２と第２の清液槽１３を連通す連通孔４０ｂと、その連通孔４０ｂを第２の清液槽１３の内側から開閉する開閉板４０ａとを含み、第２の清液槽１３の液位Ｌｃが第１の清液槽１２の液位Ｌｍよりも低いことで生じる液圧差で開閉板４０ａを第２の清液槽の内側に開いて、第１の清液槽１２の加工液７を第２の清液槽１３に供給し、それ以外では開閉板４０ｂが開かない逆止弁であっても良い。その液圧差を用いる第２の送液手段４０であれば、液位を検出するセンサを用いる場合よりも構成が容易になる。また、第２の送液手段４０は、例えば、所定の液位をある一定の液位としても良い。なお、避けがたい事情によって加工を継続することを優先するために、作業者が加工液タンクを運転しながら修理をすることを選択した場合は、この実施の形態の加工液タンク１０の構成上、例えば、循環ポンプ２１が停止すると、第２の清液槽１３の加工液７が第１の清液槽１２に供給されずに、汚液槽１１から仕切り板の上端を越えてオーバーフローしてくる加工液７が第１の清液槽１２に流入するため、加工液タンク１０に貯留される加工液のほぼ全体の清浄度が徐々に低下し続けていくが、少なくとも、加工液タンク１０から加工液が溢出することを防ぐことができる利点を有する。

さらにここからは、本発明の加工液タンク１０がその状態毎に詳しく説明される。例えば、加工槽２の最大貯留容量が４９０リットル、汚液槽１１の最大貯留容量が５００リットル、第１の清液槽１２の最大貯留容量が６００リットル、そして、第２の清液槽の最大貯留容量が１００リットルとする。第１の送液手段３０は、汚液槽１１の液位Ｌｄが第１の清液槽１２の液位Ｌｍよりも低いときにだけ、第１の清液槽１２の加工液７を汚液槽１１に送る。また、第２の送液手段４０は、第２の清液槽１３の液位Ｌｃが第１の清液槽１２の液位Ｌｍよりも低いときにだけ、第１の清液槽１２の加工液７を第２の清液槽１３に送る。ここで、循環ポンプ２１と送液ポンプ２２は、常時駆動しているものとする。

加工槽２が空の最初の状態である準備段階を説明する（図１）。汚液槽１１の加工液７は、循環ポンプ２１によって汲み上げられ、浄化装置２５を通して第２の清液槽１３に毎分６０リットルの流量で送られている。第２の清液槽１３は、常時最大貯留容量の加工液７で満たされているので、循環ポンプ２１で常時送られてくる毎分６０リットルの加工液７と、後述される冷却装置２６を通して常時送られてくる毎分３０リットルの加工液７と、を合わせた毎分９０リットルの加工液７が溢れることになり、その溢れる加工液７を仕切り板の上端から第１の清液槽１２にオーバーフローする。第１の清液槽１２の加工液７は、送液ポンプ２２によって汲み上げられて、冷却装置２６を通して第２の清液槽１３に毎分３０リットルの流量で常時送られているとともに、電磁弁８ａを開いて、加工液排出弁３を全開に開いた状態の加工槽２に毎分１５リットルの流量で常時送られている。加工槽２は、加工液排出弁３が全開に開いているので、供給口２ａから供給される加工液７が貯まることなく、排出口２ｂから毎分１５リットルの流量で加工液タンク１０の汚液槽１１に排出されている。このとき、汚液槽１１の加工液７は毎分４５リットルで減るので液位Ｌｄが下がり、第１の清液槽１２の加工液７は毎分４５リットルで増えるので液位Ｌｍが上がることになるので、第１の送液手段３０は、第１の清液槽１２から汚液槽１１に加工液７を毎分４５リットルで送り出して、汚液槽１１の液位Ｌｄと第１の清液槽１２の液位Ｌｍが同じ液位になるようにしている。それで、第１の清液槽１２には、準備段階として、加工槽２を十分に充満できる加工液７が貯留されて準備されることになる。なお、加工液排出弁が全開の状態の加工槽２に毎分１５リットルで送られる加工液７は、例えば、加工槽２の底や加工液排出弁３等に残る加工屑などを清掃するため等を目的に流しているので、必要に応じて常時または適時に流すようにしても良い。また、加工槽７が空の状態であっても、加工槽の中に設けられる被加工物６を固定するための図示省略されるテーブル等の熱変異を抑制するために、テーブル等が浸る程度に加工液７を加工槽２内に僅かに低い水位で維持させておく場合もある。そうした場合にも加工槽２の中の加工液７を常時または適時に循環させるようにしても良い。

空の加工槽２に加工液７を急送する状態を説明する（図２）。まずは、前述で説明されたように、第１の清液槽１２には、加工槽２を十分に充満できる加工液７が貯留されている。第２の清液槽１３は、継続して循環ポンプ２１と浄化装置２５で浄化した加工液７が毎分６０リットルで常時送られてきて、送液ポンプ２２と冷却装置２６で冷却された加工液７が毎分３０リットルで常時送られてきて、それで、送られてくる加工液７と同じ毎分９０リットルの流量で加工液７をオーバーフローしている。その状態から加工槽２の加工液排出弁３が閉じられる。そのあと、第１の清液槽１２の加工液７は、加工槽２の所定の液位Ｌａまで加工液７が貯まるまで、流量を増大させた送液ポンプ２２で毎分１４０リットルの流量で供給口２ａから加工槽２の中に送られるのと一緒に、電磁弁８ｂを開いて急送ポンプ２３でも毎分１７０リットルの流量で供給口２ａから加工槽２の中に送られる。このとき、第１の清液槽１２の液位Ｌｍは、急激に下がり、汚液槽１１の液位Ｌｄよりも低いので、第１の送液手段３０が閉じられて第１の清液槽１２から汚液槽１１に加工液７が送られていない。

加工槽２の所定の液位Ｌａまで加工液が貯まった状態であるとともに加工中の状態を説明する（図３）。第２の清液槽１３は、継続して毎分６０リットルで浄化された加工液７と毎分３０リットルで冷却された加工液７が送られてきて、それで、送られてくる加工液７と同じ流量で第１の清液槽１２に加工液７を毎分９０リットルでオーバーフローしている。加工槽２に所定の液位Ｌａまで加工液７が貯まると、送液ポンプ２２で加工槽２に送られている加工液７の流量を毎分１５リットルに減らすとともに急送ポンプ２３を停止して電磁弁８ｂを閉じる。また、加工液排出弁３は、送液ポンプ２２が加工液７を毎分１５リットルの流量で加工槽２に送るのに開度を合わせることで、加工槽２の排出口２ｂから排出される加工液７の流量を調整して、加工槽２の加工液７を所定の液位Ｌａに維持する。急送を完了してしばらくは、汚液槽１１の液位Ｌｄが第１の清液槽１２の液位Ｌｍよりも高い。しかし、汚液槽１１の加工液７は毎分４５リットルで減るので液位Ｌｄが下がり、第１の清液槽１２の加工液７は毎分４５リットルで増えるので液位Ｌｍが上がることになるので、汚液槽１１の液位Ｌｄが第１の清液槽１２の液位Ｌｍよりも下がり始めた時点で、第１の送液手段３０は、第１の清液槽１２から汚液槽１１に加工液７を毎分４５リットルで送り出して、汚液槽１１の液位Ｌｄと第１の清液槽１２の液位Ｌｍが同じ液位になろうとする。汚液槽１１の液位Ｌｄは、低い位置で安定する。このときの汚液槽１１の加工液７が汚液槽１１の通常容量となる。この実施例の汚液槽１１の通常容量は、１００リットル程度である。なお、このときの状態では、加工槽２に毎分１５リットルのきれいな加工液７が送られて、加工槽２の加工で汚れた加工液７を毎分１５リットルで排出するように、加工槽２の加工液７を循環させている。

上下ガイド４ａ、４ｂから加工液７を噴流しながら加工を行う状態を説明する（図４）。第２の清液槽１３は、継続して毎分６０リットルで浄化された加工液７と毎分３０リットルで冷却された加工液７が送られてきて、それで、送られてくる加工液７と同じ流量で第１の清液槽１２に加工液７を毎分９０リットルでオーバーフローしている。また、加工液排出弁３は、送液ポンプ２２が加工液７を毎分１５リットルの流量で加工槽２に送るのに開度を合わせることで、加工槽２から排出される加工液７の流量を調整して、加工槽２の加工液７を所定の液位Ｌａに維持している。加工槽２は、上下ガイド４ａ、４ｂから適宜選択して電磁弁８ｃ、８ｄを開く。例えば、第２の清液槽１３の加工液７が噴流ポンプ２４で上ガイド４ａと下ガイド４ｂからあわせて毎分４０リットルの流量で高圧噴流されるとする。このとき、第２の清液槽１３から溢れて第１の清液槽１２にオーバーフローする加工液７の流量は、毎分９０リットルから毎分５０リットルに減ることになる。また、加工槽２の加工液７は、加工液排出弁３が、送液ポンプで常時送られてくる毎分１５リットルの加工液７と噴流ポンプ２４で送られてくる毎分４０リットルの加工液７を合わせた毎分５５リットルの流量に開度をあわせることで、加工液タンク１０の汚液槽１１に毎分５５リットルが排出されることになる。したがって、汚液槽１１の加工液７は毎分５リットルで減るので液位Ｌｄが下がり、第１の清液槽１２の加工液７は毎分５リットルで増えるので液位Ｌｍが上がることになるので、第１の送液手段３０は、第１の清液槽１２から汚液槽１１に加工液７を毎分５リットルで送り出して、汚液槽１１の液位Ｌｄと第１の清液槽１２の液位Ｌｍが同じ液位になる。また、例えば、第２の清液槽１３の加工液７が噴流ポンプ２４で上ガイド４ａと下ガイド４ｂからあわせて毎分１０リットルの流量で低圧噴流されるとする。このとき、第２の清液槽１３から溢れて第１の清液槽１２にオーバーフローする加工液７の流量は、毎分９０リットルから毎分８０リットルに減ることになる。また、加工槽２の加工液７は、加工液排出弁３が、送液ポンプで常時送られてくる毎分１５リットルの加工液７と噴流ポンプ２４で送られてくる毎分１０リットルの加工液７を合わせた毎分２５リットルの流量に開度をあわせることで、加工液タンク１０の汚液槽１１に毎分２５リットルが排出されることになる。したがって、汚液槽１１の加工液７は毎分３５リットルで減るので液位Ｌｄが下がり、第１の清液槽１２の加工液７は毎分３５リットルで増えるので液位Ｌｍが上がることになるので、汚液槽１１の液位Ｌｄが第１の清液槽１２の液位Ｌｍよりも下がり始めた時点で、第１の送液手段３０は、第１の清液槽１２から汚液槽１１に加工液７を毎分３５リットルで送り出して、汚液槽１１の液位Ｌｄと第１の清液槽１２の液位Ｌｍが同じ液位になろうとする。

加工を終了するとき等に、加工槽２に貯められた加工液７をすべて排出する状態を説明する（図５）。第２の清液槽１３は、継続して毎分６０リットルで浄化された加工液７と毎分３０リットルで冷却された加工液７が送られてきて、それら送られてくる加工液７と同じ流量で第１の清液槽１２に加工液７を毎分９０リットルでオーバーフローしている。また、送液ポンプ２２で第１の清液槽１２の加工液７が加工槽に毎分１５リットルの流量で送られている。その状態から、加工液排出弁３を全開にすることで、例えば、加工槽２に貯められた最大で４９０リットルの加工液７を排出口２ｂから加工液タンク１０の汚液槽１１に毎分２８０リットルで排出するとする。４９０リットルの加工液７は、２分間程度で完全に加工槽から排出されることになる。その際、その排出の約２分間に送液ポンプ２２で加工槽２に供給される約３０リットルの加工液７も一緒に排出されることになるので、実質５２０リットルの加工液７が排出口２ｂから排出されることになる。汚液槽１１の最大貯留容量は、加工液排出弁３を全開にする前から汚液槽１１に貯留されている加工液７の通常容量と、加工槽２の最大貯留容量と、排出中にも加工槽２に送液ポンプ２２で供給される加工液７と、を合わせた容量から、循環ポンプ２１で汚液槽１１から第２の清液槽１３に送られる加工液７の容量を差し引いた容量となる。例えば、通常容量が１００リットル、加工槽２の最大貯留容量４９０リットル、排出中の加工槽２への加工液７の供給分の容量が３０リットル（毎分１５リットル）、循環ポンプ２１で汚液槽１１から第２の清液槽１３に送られる分の容量が１２０リットル（毎分６０リットル）とすると、汚液槽１１の最大貯留容量は、５００リットル程度あれば良いことになる。このとき、汚液槽１１は、この大量の加工液７の排出によって、液位Ｌｄが急上昇して、第１の清液槽１２の液位Ｌｍを超えるので、第１の送液手段３０による第１の清液槽１２から汚液槽１１への加工液７の供給が停止している。なお、加工槽２の加工液７をすべて排出する間は、加工槽２に加工液７を送らないようにしても良い。ただし、送液ポンプ２２が加工液７を加工槽２に常時送るようにすれば、例えば、電磁弁８ａを不要にし、冷却装置用と同じポンプを共用できるので、装置の構成や製作コストを低減できる。また、本発明の加工液タンクでは、加工槽２の加工液７を加工液排出弁３からすべて排出する際の加工液７の流量を小さくすることで、排液時間が長くなれば、その間に循環ポンプ２１によって汚液槽１１から第２の清液槽１３に送られる加工液７の量が多くなるので、更なる汚液槽１１の省スペース化が可能になる。

なお、本発明の加工液タンク１０では、例えば、加工槽２に加工液７を急送するとともにその急送された分の加工液７が加工液タンク１０に排出される状態が継続するような特殊な状態が万一発生しても、汚液槽１１から仕切り板の上端を越えてオーバーフローしてくる加工液７が第１の清液槽１２に流入できるようにしておくことで、加工液タンク１０に貯留される加工液のほぼ全体の清浄度が徐々に低下し続けていくことにはなるが、少なくとも、その急送を継続することができるとともに加工液タンク１０から加工液が溢出することを防ぐことができる利点を有する。なお、加工液７を加工槽２に急送しながら同じ流量で加工槽２の加工液７を排出するようなことを防止するために、加工液排出弁を開くときには急送を停止するようにしても良い。また、このときに、第１の清液槽１２から冷却装置２６を通して送られてくる加工液７を濾過フィルタ等を通してから第２の清液槽１３に送る構成や第２の清液槽１３から冷却装置２６を介して再び第２の清液槽１３に戻す構成などであり、そして、循環ポンプ２２が駆動していれば、第２の清液槽１３の加工液７は、清浄な状態を維持できる。

本発明の加工液タンク１０は、ここまで説明してきた実施の態様に限定されることはない。本発明の加工液タンク１０は、放電加工装置に限定されることなく、各種工作機械にも適用可能である。また、各種ポンプは、流量を可変可能なポンプまたは定量ポンプ等を適宜に選択して用いれば良い。また、電磁弁８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは、必要に応じて適宜に必要な箇所に設けられれば良い。

本発明の加工液タンクは、工作機械に備えられる加工液タンクにおいて広く適用される。特に、本発明の加工液タンクは、工作機械の加工槽から排出される加工液を貯留するとともに貯留したその加工液を浄化してからその加工槽に再び供給する加工液タンクに適用される。

１ 放電加工装置
２ 加工槽
２ａ 加工槽の供給口
２ｂ 加工槽の排出口
３ 加工液排出弁
４ａ 上ガイド
４ｂ 下ガイド
５ ワイヤ電極
６ 被加工物
７ 加工液
７ａ 加工槽の加工液
７ｃ 第２の清液槽の加工液
７ｄ 汚液槽の加工液
７ｍ 第１の清液槽の加工液
８ａ 電磁弁
８ｂ 電磁弁
８ｃ 電磁弁
８ｄ 電磁弁
１０ 加工液タンク
１１ 汚液槽
１２ 第１の清液槽
１３ 第２の清液槽
２１ 循環ポンプ
２２ 送液ポンプ
２３ 急送ポンプ
２４ 噴流ポンプ
２５ 浄化装置（濾過フィルタ）
２６ 冷却装置
３０ 第１の送液手段
４０ 第２の送液手段
Ｌａ 加工槽の加工液の液位
Ｌｃ 第２の清液槽の加工液の液位
Ｌｄ 汚液槽の加工液の液位
Ｌｍ 第１の清液槽の加工液の液位

Claims (8)

1. 工作機械の加工槽から排出される加工液を貯留するとともに貯留したその加工液を浄化してからその加工槽に供給する加工液タンクであって、
   前記加工槽から排出される前記加工液を回収して貯留するとともにその加工液を貯留する内部空間の水平断面積が上部分よりも下部分の方が小さく形成されている汚液槽と、
   前記汚液槽から送られてくる間に浄化される加工液を貯留するとともにその浄化された加工液を前記加工槽に送る清液槽と、
   を含むことを特徴とする加工液タンク。
2. 所定の液位よりも前記汚液槽の液位の方が低いときにだけ、前記清液槽からその汚液槽に前記加工液を送る送液手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の加工液タンク。
3. 前記所定の液位が前記清液槽の液位であることを特徴とする請求項２に記載の加工液タンク。
4. １つの槽の内部を前記汚液槽と前記清液槽に仕切るとともに、その清液槽の少なくとも一部の上方にその汚液槽の上部分の少なくとも一部が配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の加工液タンク。
5. 前記清液槽が、
   前記加工槽に送る浄化された加工液を貯留する第１の清液槽と、
   前記汚液槽から送られてくる間に浄化される加工液を貯留するとともに前記浄化された加工液を前記第１の清液槽に送る第２の清液槽と、
   を少なくとも含むことを特徴とする請求項１に記載の加工液タンク。
6. 所定の液位よりも前記汚液槽の液位の方が低いときにだけ、前記第１の清液槽からその汚液槽に前記加工液を送る送液手段を含むことを特徴とする請求項５に記載の加工液タンク。
7. 前記所定の液位が前記第１の清液槽の液位であることを特徴とする請求項６に記載の加工液タンク。
8. １つの槽の内部を前記汚液槽と前記第１の清液槽と前記第２の清液槽からなる３つの槽に仕切るとともに、その第１の清液槽の少なくとも一部の上方にその汚液槽の上部分の少なくとも一部が配置されていることを特徴とする請求項５から７のいずれか１つに記載の加工液タンク。

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