JP2020075317A

JP2020075317A - 工作液供給システム

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Publication number: JP2020075317A
Application number: JP2018209943A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　厳一; Genichi Sato; 厳一佐藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2020-05-21
Anticipated expiration: 2038-11-07
Also published as: JP7179285B2

Abstract

【課題】消費電力を抑制すると共に専有スペースを縮小できる工作液供給システムを提供する。【解決手段】本工作液供給システム１は、圧送ポンプ２によりタンクＴ内から汚濁した工作液が圧送され、その遠心分離作用により固液分離するサイクロンろ過器３と、該サイクロンろ過器３に圧送される汚濁した工作液の流量を検出する流量計４と、分岐配管７に設けられ、当該分岐配管７を流動するクリーンな工作液の流量を制御する制御バルブ８と、流量計４による検出結果に基づいて、制御バルブ８の開度を制御する制御装置９と、を備えている。これにより、圧送ポンプ２（電動ポンプ）及びタンクＴの数量を最小限にすることができるので、消費電力を抑制できると共にタンクＴによる専有スペースを縮小することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の部品製造工場等内に設置される工作機械へ工作液を供給する工作液供給システムに関するものである。

一般に、自動車の部品製造工場等には、例えば、切削盤、研削盤やマシニングセンタなどの工作機械が多数設置され、当該工作機械には、切削油及び研削油等の工作液が使用される。この工作液は、工作機械を循環しており、工作機械から戻ってきた汚濁した工作液（懸濁液）をろ過装置によりろ過して、再び、工作機械にて使用される。当該ろ過装置として、例えば、サイクロンろ過器（特許文献１参照）が採用される。当該サイクロンろ過器は、圧送ポンプにより圧送される懸濁液を、例えば、円柱状中空部及び逆円錐状中空部を備える密閉容器内で旋回させて遠心力を利用して固液分離するものである。なお、圧送ポンプにより、サイクロンろ過装置内に圧送される懸濁液の流量は、遠心分離作用に最適な適正流量に設定されるようになっている。要するに、サイクロンろ過装置は、適正流量より少ない流量が圧送されると、内部を旋回する流速が遅くなり、ろ過精度が悪化するようになる。

上述したサイクロンろ過器を使用した、従来の工作液供給システム３０は、図２に示すように、工作機械１６から戻ってくる、汚濁した工作液を貯溜する第１タンクＴ１と、当該第１タンクＴ１から汚濁した工作液を圧送する第１圧送ポンプ３１と、当該第１圧送ポンプ３１により汚濁した工作液が圧送され、その遠心分離作用により固液分離するサイクロンろ過器３と、当該サイクロンろ過器３から流出するクリーンな工作液を貯溜する第２タンクＴ２と、当該第２タンクＴ２からクリーンな工作液を、工作機械１６に圧送する第２圧送ポンプ３２と、を備えている。なお、工作機械１６には、その必要な箇所に工作液の吐出口１５、１５が複数備えられている。

そして、従来の工作液供給システム３０では、第１タンクＴ１に工作機械１６から戻ってくる汚濁した工作液が貯溜される。この汚濁した工作液は第１圧送ポンプ３１によりサイクロンろ過器３に適正流量にて圧送される。当該サイクロンろ過器３からのクリーンな工作液は第２タンクＴ２に貯溜される。第２タンクＴ２内のクリーンな工作液は、第２圧送ポンプ３２により、各バルブ１７、１７を介して工作機械１６の各吐出口１５、１５から吐出される。なお、上述したように、サイクロンろ過器３は、固液分離すべく最適な流量が適正流量（適正圧力）として設定されており、その適正流量が第１圧送ポンプ３１により圧送されている。これにより、サイクロンろ過器３において、そのろ過精度が高く維持されている。

ところで、従来の工作液供給システム３０における第１及び第２圧送ポンプ３１、３２には、電動ポンプが採用されており、従来の工作液供給システム３０では、圧送ポンプ３１、３２が少なくとも２台備えられている。そのために、第１及び第２圧送ポンプ３１、３２による消費電力が大きく、その結果、ＣＯ_２の排出量も多くなり、好ましくない。また、この従来の工作液供給システム３０では、タンクＴ１、Ｔ２が少なくとも２つまたはそれ以上備えられている。そのために、製造工場内におけるタンクＴ１、Ｔ２の専有スペースが大きくなり、製造工場内のスペースを有効に活用することが困難になっている。しかも、製造工場内には、この工作液供給システム３０が、工作機械１６の数量に対応して多数備えられており、上述した消費電力及び専有スペースの問題を見過ごすことはできない。さらには、第１及び第２圧送ポンプ３１、３２（電動ポンプ）は、空冷式であって、作動中、高温の空気を外部に排出している。そして、これら第１及び第２圧送ポンプ３１、３２からの放熱による、製造工場内の高温化も懸念される。

特許第６３８５５３９号公報

上述したように、従来の工作液供給システムでは、消費電力及び専有スペースの問題があり、対策する必要がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、消費電力を抑制すると共に専有スペースを縮小できる工作液供給システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段として、請求項１の工作液供給システムに係る発明は、圧送ポンプによりタンク内から汚濁した工作液が圧送され、その遠心分離作用により固液分離させるサイクロンろ過器と、該サイクロンろ過器に圧送される汚濁した工作液の流量、または前記サイクロンろ過器から流出するクリーンな工作液の流量を検出する流量計と、前記サイクロンろ過器からのクリーンな工作液を工作機械に供給する供給配管と、該供給配管から分岐して設けられ、前記タンク内に連通する分岐配管と、該分岐配管に設けられ、当該分岐配管を流動するクリーンな工作液の流量を制御する制御バルブと、前記流量計による検出結果に基づいて、前記制御バルブの開度を制御する制御装置と、を備えることを特徴とするものである

請求項１の発明では、流量計による検出結果に基づいて、制御装置からの指令により制御バルブの開度を制御するので、サイクロンろ過器に対して適正流量を圧送することができ、そのサイクロンろ過器によるろ過精度を高く維持することができる。そして、ろ過精度が高く維持されたサイクロンろ過器からのクリーンな工作液を、直接工作機械の各吐出口から吐出させることができるので、従来必要としていた、第２圧送ポンプ及び第２タンクを必要としない。その結果、圧送ポンプ（電動ポンプ）及びタンクの数量を最小限にすることができるので、消費電力を抑制できると共にタンクによる専有スペースを縮小することができる。しかも、圧送ポンプ（電動ポンプ）の数量を最小限にできるので、製造工場内の高温化の抑制にも貢献することができる。

本発明に係る工作液供給システムによれば、圧送ポンプ（電動ポンプ）及びタンクの数量を最小限にすることができるので、消費電力を抑制できると共にタンクによる専有スペースを縮小することができ、さらには、製造工場内の高温化の抑制にも繋がる。

図１は、本発明の実施形態に係る工作液供給システムの模式図である。図２は、従来の工作液供給システムの模式図である。

以下、本発明を実施するための形態を図１に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る工作液供給システム１は、図１に示すように、汚濁した工作液が貯溜されるタンクＴと、該タンクＴ内の汚濁した工作液を圧送する圧送ポンプ２と、該圧送ポンプ２によりタンクＴ内の汚濁した工作液が圧送され、その遠心分離作用により固液分離させるサイクロンろ過器３と、該サイクロンろ過器３に圧送される汚濁した工作液の流量を検出する流量計４と、サイクロンろ過器３からのクリーンな工作液を工作機械１６の各吐出口１５、１５に供給する第２供給配管６と、該第２供給配管６から分岐して設けられ、タンクＴ内に連通する分岐配管７と、該分岐配管７に設けられ、該分岐配管７を流動するクリーンな工作液の流量を制御する制御バルブ８と、流量計４による検出結果に基づいて、制御バルブ８の開度を制御する制御装置９と、を備えている。
なお、工作機械１６の各吐出口１５、１５からの、工作液の最大吐出流量はＱ_ＭＡＸ１、Ｑ_ＭＡＸ２、Ｑ_ＭＡＸ３、Ｑ_ＭＡＸ４であり、工作機械１６の使用状況により、各吐出口１５、１５からの吐出流量を各バルブ１７、１７により変化させることができる。

タンクＴ内とサイクロンろ過器３とは第１供給配管５により連通される。第１供給配管５に圧送ポンプ２が配置される。圧送ポンプ２は、タンクＴ内の汚濁した工作液を、設定された一定の流量Ｑ_ｐｏｍｐにて、第１供給配管５を介してサイクロンろ過器３に圧送するものである。なお、圧送ポンプ２は、その流量Ｑ_ｐｏｍｐ（圧力）が、工作機械１６の全ての吐出口１５、１５からの最大吐出流量Ｑ_ＭＡＸ（サイクロンろ過器３への適正流量Ｑ_{ｃｙｃｌｏｎｅ}以上）に設定される（途中配管等での圧力損失は無視できる程度である）。

第１供給配管５であって、圧送ポンプ２とサイクロンろ過器３との間に流量計４が配置されている。該流量計４は、圧送ポンプ２によりタンクＴからサイクロンろ過器３に圧送される汚濁した工作液の流量を検出するものである。流量計４は、制御装置９に電気的に接続されている。本工作液供給システム１の作動中、流量計４による検出結果が、随時制御装置９に伝送される。サイクロンろ過器３は、例えば、円柱状中空部（図示略）及び逆円錐状中空部（図示略）を備え、汚濁した工作液を、円柱状中空部及び逆円錐状中空部内を旋回させて遠心力を利用することで固液分離した後、クリーンな工作液を排出するものである。サイクロンろ過器３は、固液分離すべく最適な流量が適正流量Ｑ_{ｃｙｃｌｏｎｅ}（適正圧力）として設定されている。

サイクロンろ過器３と、工作機械１６の各吐出口１５、１５とは第２供給配管６により連通される。なお、第２供給配管６であって、各吐出口１５、１５の上流側にはバルブ１７、１７がそれぞれ設けられている。各バルブ１７、１７の開度を変化させることで、各吐出口１５、１５から吐出されるクリーンな工作液の流量がそれぞれ設定される。第２供給配管６であって、各バルブ１７、１７の上流側に分岐配管７が分岐して設けられている。該分岐配管７はタンクＴ内に連通されている。分岐配管７には、内部をタンクＴに向かって流動するクリーンな工作液の流量を制御する制御バルブ８が配置されている。該制御バルブ８は、電動モータ１８によりその開度が制御される。制御バルブ８の電動モータ１８は、制御装置９に電気的に接続されている。制御バルブ８は、制御装置９からの指令によりその開度が制御される。制御装置９は、流量計４による検出結果に基づいて、電動モータ１８にその指令を出力して、制御バルブ８の開度を制御するものである。

次に、本発明の実施形態に係る工作液供給システム１の作用を説明する。
圧送ポンプ２は、上述したように、その流量（圧力）Ｑ_ｐｏｍｐが、工作機械１６の全ての吐出口１５、１５からの最大吐出流量Ｑ_ＭＡＸ（サイクロンろ過器３への適正流量Ｑ_{ｃｙｃｌｏｎｅ}以上）に設定される。そして、例えば、バルブ１７、１７が全開され、工作機械１６の各吐出口１５、１５からの全吐出流量Ｑが最大吐出流量Ｑ_ＭＡＸに設定された場合には、流量計４による検出結果は、流量Ｑ_ｐｏｍｐ（＝最大吐出流量Ｑ_ＭＡＸで、サイクロンろ過器３への適正流量Ｑ_{ｃｙｃｌｏｎｅ}以上）であり変化することはないので、制御バルブ８は閉状態のままとなる。そして、サイクロンろ過器３からのクリーンな工作液は、第２供給配管６及び各バルブ１７、１７を経由して、工作機械１６の各吐出口１５、１５からＱ_ＭＡＸ１、Ｑ_ＭＡＸ２、Ｑ_ＭＡＸ３、Ｑ_ＭＡＸ４にて吐出される。このとき、サイクロンろ過器３には、最大吐出流量Ｑ_ＭＡＸ、すなわち適正流量Ｑ_{ｃｙｃｌｏｎｅ}以上の流量が圧送されているので、そのろ過精度を高く維持することができる。

一方、工作機械１６の各吐出口１５、１５からの全吐出流量Ｑが、各バルブ１７、１７の操作により、最大吐出流量Ｑ_ＭＡＸよりも低く設定された場合、制御バルブ８が閉状態のままであると、サイクロンろ過器３へ圧送される流量が適正流量Ｑ_{ｃｙｃｌｏｎｅ}よりも低下して、サイクロンろ過器３によるろ過精度が低下する虞がある。これを防ぐために、流量計４による検出結果が、サイクロンろ過器３へ圧送される適正流量Ｑ_{ｃｙｃｌｏｎｅ}に到達するように、制御装置９により電動モータ１８を駆動させて制御バルブ８を開いてその開度を制御する。その結果、サイクロンろ過器３からのクリーンな工作液は、第２供給配管６及び各バルブ１７、１７を経由して、工作機械１６の各吐出口１５、１５からそれぞれ吐出されると共に、第２供給配管６及び分岐配管７を経由して、制御バルブ８の開度に応じた流量でタンクＴ内に流動する。これにより、サイクロンろ過器３には、適正流量Ｑ_{ｃｙｃｌｏｎｅ}が圧送されて、そのろ過精度を高く維持することができ、ろ過精度が高く維持されたサイクロンろ過器３からクリーンな工作液が、直接工作機械１６の各吐出口１５、１５から、設定された流量相当分それぞれ吐出される。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る工作液供給システム１では、圧送ポンプ２によりタンクＴ内から汚濁した工作液が圧送され、その遠心分離作用により固液分離させるサイクロンろ過器３と、該サイクロンろ過器３に圧送される汚濁した工作液の流量を検出する流量計４と、分岐配管７に設けられ、当該分岐配管７を流動するクリーンな工作液の流量を制御する制御バルブ８と、流量計４による検出結果に基づいて、制御バルブ８の開度を制御する制御装置９と、を備えている。

これにより、サイクロンろ過器３に圧送される適正流量Ｑ_{ｃｙｃｌｏｎｅ}を維持しつつ、サイクロンろ過器３からのクリーンな工作液を、第２供給配管６を経由して、直接工作機械１６の各吐出口１５、１５から吐出させることができる。その結果、サイクロンろ過器３によるろ過精度を高く維持することができ、しかも、従来必要としていた、クリーンな工作液を工作機械１６の各吐出口１５、１５に圧送する第２圧送ポンプ３２及び第２タンクＴ２を必要としない。これにより、本実施形態に係る工作液供給システム１では、圧送ポンプ２（電動ポンプ）及びタンクＴの数量を最小限にすることができるので、消費電力を抑制することができると共にタンクＴによる専有スペースを縮小することができ、製造工場内のスペースを有効活用することができる。しかも、圧送ポンプ２（電動ポンプ）の数量を最小限にするので、製造工場内の高温化の抑制にも繋がる。

なお、上述した、本実施形態に係る工作液供給システム１では、流量計４をサイクロンろ過器３の上流側に配置したが、流量計４を、第２供給配管６であって、サイクロンろ過器３の下流側に配置して、該流量計４によりサイクロンろ過器３から流出したクリーンな工作液の流量を検出するようにしてもよい。

１工作液供給システム，２圧送ポンプ，３サイクロンろ過器，４流量計，６第２供給配管（供給配管），７分岐配管，８制御バルブ，９制御装置，１５吐出口，１６工作機械，Ｔタンク

Claims

圧送ポンプによりタンク内から汚濁した工作液が圧送され、その遠心分離作用により固液分離させるサイクロンろ過器と、
該サイクロンろ過器に圧送される汚濁した工作液の流量、または前記サイクロンろ過器から流出するクリーンな工作液の流量を検出する流量計と、
前記サイクロンろ過器からのクリーンな工作液を工作機械に供給する供給配管と、
該供給配管から分岐して設けられ、前記タンク内に連通する分岐配管と、
該分岐配管に設けられ、当該分岐配管を流動するクリーンな工作液の流量を制御する制御バルブと、
前記流量計による検出結果に基づいて、前記制御バルブの開度を制御する制御装置と、
を備えることを特徴とする工作液供給システム。