JP3056213B2 - 放電加工機用フィルタのスラッジ除去装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ワイヤーカット
等の放電によって金属を加工する放電加工機に関し、特
に、加工液の循環経路に配置される放電加工機用フィル
タに対して用いられ、フィルタに付着したスラッジを除
去する放電加工機用フィルタのスラッジ除去装置及び方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤーカット放電加工機では、加工槽
内の加工液中に被加工物を浸漬して、加工用ワイヤ電極
と被加工物との間に断続的な放電を生じさせることによ
り、被加工物を局部的に溶融させて切断等の加工を行
う。加工液としては、所定の絶縁耐力を有し、低い粘度
をもって被加工粉（スラッジ）の除去が容易であること
などの条件を満たす必要があり、従来、水を主剤とした
ものが用いられている。使用済みの加工液にはスラッジ
が含まれるが、このスラッジは加工液の循環経路に配置
されたフィルタで除去され、更に絶縁抵抗を高めるため
に一部をイオン交換樹脂を介して再利用される。イオン
交換によってスラッジは水酸化合物となるためねばりが
あり、数μｍ〜１ｍｍまでの様々な粒径の粉体を含む。

【０００３】従来、加工液中に含まれるスラッジを除去
するフィルタとして、例えば濾過面積を高めるために花
弁状に形成された濾紙の表面に白土の層を形成したフィ
ルタエレメント等が使用されている（例えば特開昭５９
−６４２３４号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、放電加
工機用に用いられるこの種のフィルタは、どれもコスト
が高く、メンテナンスの費用が高いという問題がある。
特に近年、ワイヤーカット装置の高性能化及びワイヤー
断面積の微細化に伴って加工液中のスラッジの量は益々
増加し、粒径も５μｍ以下と、より一層微細化する傾向
にある。このため、従来のフィルタを用いた場合、２０
時間程度の連続運転でフィルタが目詰まりを起こしてフ
ィルタ交換が必要になり、フィルタ自体が高価であるた
めに加工コストが著しく上昇してしまうという問題があ
る。

【０００５】この発明は、このような問題点に鑑みなさ
れたもので、使用済みの乾燥させたフィルタ（以下、フ
ィルタという）に付着したスラッジを効率良く除去して
フィルタを再生することによりメンテナンス費用を大幅
に安くすることができる放電加工機用フィルタのスラッ
ジ除去装置を提供することを目的とする。

【０００６】この発明はまた、スラッジ除去効率を更に
改善できる、放電加工機用フィルタのスラッジ除去装置
を提供することを目的とする。

【０００７】この発明は更に、スラッジを効率良く除去
してフィルタを再利用することにより、メンテナンス費
用を削減することができる、放電加工機用フィルタのス
ラッジ除去方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の第1の形態
は、全体が円筒状でその内周側から外周側及び／又は外
周側から内周側へ放電加工機の加工液を流すことにより
前記加工液中のスラッジを除去する放電加工機用フィル
タに対して用いられ、前記フィルタの表面に付着したス
ラッジを除去するスラッジ除去装置であって、前記フィ
ルタをその中心軸が水平方向に対して所定角度だけ傾い
た状態で前記中心軸を中心として回転可能に保持すると
共に、前記フィルタに回転駆動力と連続的な衝撃力とを
付与するためのカムを備えたフィルタ支持体と、前記カ
ムに回転駆動力を与えるモータと、前記フィルタから落
ちるスラッジを受けるスラッジ受けとを備えたことを特
徴とする。

【０００９】なお、前記フィルタ支持体としては、例え
ば前記フィルタの前端側に配置される前板と、前記フィ
ルタの後端側に配置される後板と、前記前板から後板に
かけて回転可能に張設された駆動軸と、この駆動軸の前
後端部に装着されて前記フィルタ外周の前後端部に所定
の摩擦力をもって接触するカムと、前記駆動軸に前記モ
ータの回転駆動力を伝達するための回転伝達機構と、前
記駆動軸の両脇に前記前板から後板にかけて張設された
一対の補助軸と、これら補助軸の前後端部に装着されて
前記フィルタ外周の前後端部を回転可能に支持するロー
ラと、前記後板の前記フィルタ後端と対向する面に設け
られ前記フィルタの後端面を回転及び上下動自在に保持
するベアリングと、前記前板、後板、駆動軸及び補助軸
を水平方向に対して所定角度だけ傾けて支持する脚部と
を備えて構成することができる。

【００１０】この発明の第1の形態によれば、フィルタ
の中心軸を水平方向に対して所定角度だけ傾けた状態
で、フィルタ支持体にフィルタを回転可能に保持し、且
つカムがフィルタに回転駆動力と上下方向の振動を与え
るので、フィルタの表面に付着したスラッジは回転と上
下振動とによってフィルタの外周又は内周を傾斜の高い
方から低い方へと移動して最終的にスラッジ受けに落下
収容される。この装置を使用することにより、使用済み
のフィルタに付着したスラッジが効果的に除去されて、
フィルタを再度使用可能とすることができるので、加工
メンテナンス費用の削減が図れると共に、省資源化に大
いに寄与することができる。

【００１１】この発明の第２の形態は、全体が円筒状で
その内周側から外周側及び／又は外周側から内周側へ放
電加工機の加工液を流すことにより前記加工液中のスラ
ッジを除去する放電加工機用フィルタに対して用いら
れ、前記フィルタの表面に付着したスラッジを除去する
スラッジ除去装置であって、前記フィルタをその中心軸
が水平方向に対して所定角度だけ傾いた状態で前記中心
軸を中心として回転可能に保持すると共に、前記フィル
タに回転駆動力と連続的な衝撃力とを付与するためのカ
ムを備えたフィルタ支持体と、前記カムに回転駆動力を
与えるモータと、前記フィルタ支持体を、前記フィルタ
の前記中心軸と直交する軸を中心に回転させて前記フィ
ルタの傾斜方向を所定の周期で反転する機構と、前記カ
ムに回転駆動力を与えるモータと、前記フィルタから落
ちるスラッジを受けるスラッジ受けとを備えたことを特
徴とする。

【００１２】この発明の第２の形態によれば、前記第１
の形態に加えて、前記フィルタ支持体を、前記フィルタ
の前記中心軸と直交する軸を中心に回転させて前記フィ
ルタの傾斜方向を所定の周期で反転する機構を設けたの
で、スラッジの除去効率はより一層改善される。

【００１３】この発明の第３の形態は、全体が円筒状で
その内周側から外周側及び／又は外周側から内周側へ放
電加工機の加工液を流すことにより前記加工液中のスラ
ッジを除去する放電加工機用フィルタに対して用いら
れ、前記フィルタの表面に付着したスラッジを除去する
スラッジ除去方法であって、前記フィルタに加圧空気を
供給して前記フィルタ内に含まれる前記加工液を強制的
に排除する工程と、前記フィルタ内に残存する前記スラ
ッジを乾燥させる工程と、前記フィルタに振動を加えて
前記フィルタから乾燥した前記スラッジを落下させる工
程とを備えることを特徴とする。

【００１４】この発明の第３の形態によれば、フィルタ
に振動を加える前処理として、フィルタ内に残存するス
ラッジを乾燥させる工程を実施するため、本発明に係る
スラッジ除去装置を使用したスラッジの除去効率を効果
的に改善できる。スラッジを乾燥させる前処理として、
フィルタ内に含まれる加工液を加圧排除する工程を加え
れば、乾燥工程を短縮できるので、更に作業効率を高め
ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の好ましい実施の形態を説明する。図１は、この発明の
一実施例に係るワイヤカット放電加工機用フィルタのス
ラッジ除去装置の要部の斜視図であり、図２は同じく側
面図である。

【００１６】処理対象であるフィルタ１は、全体が円筒
状で、その内周から外周にかけて、又は外周から内周に
かけて放電加工機の加工液を流して加工液に含まれるス
ラッジを捕捉するものである。フィルタ１は、両端に配
置された中心に孔を有する円盤状の端板１１，１２と、
これら端板１１，１２の中心孔を連絡するように設けら
れた多孔体又は網等から形成された内筒１３と、この内
筒１３の外周に沿って例えば花弁状に配置された濾紙１
４と、端板１１，１２の中央部に添設されたシールリン
グ１５，１６等から構成されている。

【００１７】このフィルタ１は、その中心軸１００が水
平方向に対して所定の角度を保つようにフィルタ支持体
２に支持される。なお、所定の角度としては、２５°〜
９０°、好ましくは約３０°程度が良好である。フィル
タ支持体２は、例えば次のように構成することができ
る。即ち、フィルタ１の前後に両端を挟み込むように前
板２１及び後板２２がそれぞれ配置される。前板２１か
ら後板２２にかけて駆動軸２３が張設されている。この
駆動軸２３の両脇には補助軸２４，２５が前板２１から
後板２２にかけて設けられている。図３は、後板２２を
フィルタ軸方向の前方から見た図であり、これら駆動軸
２３及び補助軸２４，２５の位置関係は、この図３に示
すように、フィルタ１の外周に沿う関係となっている。
なお、駆動軸２３及び補助軸２４，２５は、図示しない
ベアリングによって前板２１及び後板２２にそれぞれ回
転自在に取り付けられている。

【００１８】駆動軸２３の両端のフィルタ１の端板１
１，１２の外周面と接触する位置には、フィルタ１の端
板１１，１２とそれぞれ所定の摩擦力によって接触して
フィルタ１に回転力と連続的な衝撃力とを付与するため
のカム２６，２７が装着されている。また、補助軸２
４，２５の両端のフィルタ１の端板１１，１２の外周面
と接触する位置には、フィルタ１を回転自在に保持する
ための樹脂製のローラ２８，２９，３０，３１（但し、
２９は図示せず）が装着されている。従って、フィルタ
１は、これらローラ２８〜３１に回転自在に支持される
と共に、カム２６，２７によって回転駆動及び上下動さ
れることになる。なお、前方のカム２６及びローラ２
８，２９は、種々のフィルタ１の寸法に対応できるよう
に、軸方向に長い形状となっている。また、フィルタ１
は、後板２２に設けられた上下にスライド可能なベアリ
ング３２，３３によって、回転方向及び上下方向に自由
に移動できる状態でスラスト方向に支持される。

【００１９】前板２１と後板２２とは、底板３４によっ
て連結されている。この底板３４の下側には、モータ３
を支持するためのモータ支持フレーム３５が結合されて
いる。モータ支持フレーム３５に支持されたモータ３
は、その駆動軸の先端が前板２１の前面まで貫通し、こ
のモータ３の駆動軸とフィルタ駆動用の駆動軸２３と
が、プーリ３７、ベルト３８及びプーリ３９からなる回
転伝達機構を介して連結されている。モータ３は、スラ
ッジがモータ３に直接かかるのを防止するためのモータ
カバー４０によって全体が覆われている。

【００２０】脚部４１，４２，４３，４４は、前板２１
及び後板２２等を所定の角度で支持する。脚部４１〜４
４は、例えば振動による移動を防止するための固定金具
４５，４６によって床面等に固定されることが好まし
い。後板２２の底板３４との結合部中央位置及びフィル
タ１の中心孔に相当する位置にそれぞれスラッジ排出孔
４７，４８が設けられ、これら排出孔４７，４８を介し
てフィルタ１の外周又は内筒１３の表面からふるい落と
されたスラッジ５１，５２を受けるボトル状のスラッジ
収容部４９が後板２２に設けられている。スラッジ収容
部４９の底部にはスラッジ廃棄用のキャップ５０が設け
られている。

【００２１】この装置は、周囲へスラッジが飛散するの
を防止するため、図１に点線で示したように、フィルタ
１が側板５３とカバー５４とで覆われている。カバー５
４には蝶番５６を中心として開閉自在の蓋５５が設けら
れ、取っ手５７を持ってこの蓋５５を開けてフィルタ１
の取り出しとセットができるようになっている。

【００２２】このように構成された装置において、い
ま、フィルタ１が内筒１３から外側へ加工液が移動する
タイプである場合には、フィルタ１の内筒１３の内面に
スラッジが付着してこれが短時間で目詰まりを起こして
フィルタ１の交換が必要になるが、フィルタ１をこの装
置にセットして、モータ３を駆動することにより、フィ
ルタ１が回転すると共に、カム２６，２７の最も高いと
ころから最も低いところへ移動してフィルタ１が落下す
る際のローラ２８〜３１への衝撃によって乾燥させたス
ラッジがフィルタ１の内筒１３の表面から剥離し、内筒
１３の内面を傾斜に沿って下側に移動し、やがて後板２
２の排出孔４８を介してスラッジ収容部４９に収容され
る。

【００２３】また、フィルタ１が外周側から内筒１３側
へ加工液が移動するタイプである場合には、フィルタ１
の濾紙１４の外面にスラッジが付着して、これが短時間
で目詰まりを起こしてフィルタ１の交換が必要になる
が、フィルタ１をこの装置にセットして、モータ３を駆
動することにより、フィルタ１が回転すると同時にカム
２６，２７の最も高いところから最も低いところへ移動
してフィルタ１が落下する際のローラ２８〜３１への衝
撃によって乾燥したスラッジがフィルタ１の濾紙１４の
外面から剥離し、底板３４にふるい落とされ、底板３４
の上面に沿って下側に移動し、やがて後板２２の排出孔
４７を介してスラッジ収容部４９に収容されることにな
る。

【００２４】図４は、この発明の他の実施例に係るワイ
ヤカット放電加工機のフィルタのスラッジ除去装置の側
面図である。この実施例のスラッジ除去装置は、図１乃
至図３に示すスラッジ除去装置に、フィルタ支持体２
を、フィルタ１の中心軸１００と直交する軸１０１を中
心に回転させてフィルタ１の傾斜方向を所定の周期で反
転する機構を追加したものである。この傾斜方向反転機
構は、軸１０１の他に、例えばモータ１０２およびその
回転駆動力を軸１０１に伝達するベルト（またはチェー
ン等）１０３を含んで構成される。フィルタ支持体２か
らスラッジを取り出す側は図面の右側であり、その直下
にはスラッジ収納ボックス１０４が配置されている。

【００２５】傾斜方向反転機構は、図５に示すように、
所定の周期でフィルタ支持体２、従ってその内部に保持
されたフィルタ１の中心軸１００の傾斜方向を１００ａ
または１００ｂのように切り替える。図５に示す例で
は、フィルタ１を傾斜方向１００ａに傾斜させる期間Ｔ
ａを例えば３分に設定し、またフィルタ１を傾斜方向１
００ｂに傾斜させる期間Ｔｂは例えば１分に設定してお
り、これを交互に繰り返す。

【００２６】いずれの傾斜状態でも、フィルタ支持体２
の内部では、図１乃至図３で説明したと同様の動作が行
われる。即ち、フィルタ１は、カム２６、２７によって
中心軸１００を中心に回転駆動され、同時に振動が付与
される。スラッジの取り出し口は、フィルタ支持体２の
右側にある。従って、傾斜方向１００ａの場合に除去で
きなかったスラッジは、傾斜方向１００ｂの場合に容器
（図１の５３−５５）内に落下させ、再度傾斜方向１０
０ａになったときにスラッジ収納ボックス１０４内に落
下させる。

【００２７】このようにフィルタ１の傾斜方向をフィル
タ１の上下関係が反転するように切り替えると、図１乃
至図３の実施例のスラッジ除去装置に比べて大幅にフィ
ルタ１内のスラッジの除去効率を改善することができ
る。

【００２８】図６は、この発明の異なる実施例に係るス
ラッジ除去方法を示すフローチャートである。この実施
例に係るスラッジ除去方法は３段階の工程Ｓ１−Ｓ３か
らなり、全体が円筒状でその内周側から外周側及び／又
は外周側から内周側へ放電加工機の加工液を流すことに
より前記加工液中のスラッジを除去する放電加工機用フ
ィルタに対して用いられ、前記フィルタの表面に付着し
たスラッジを除去する。

【００２９】最初の工程Ｓ１は、前記フィルタに加圧空
気を供給して前記フィルタ内に含まれる前記加工液を強
制的に排除する処理である。次の工程Ｓ２は、工程Ｓ１
を経た前記フィルタ内に残存する前記スラッジを乾燥さ
せる処理である。最後の工程Ｓ３は、フィルタに振動を
加えて前記フィルタから乾燥した前記スラッジを落下さ
せる処理である。この処理は、好適には図1〜図6を用い
て説明したスラッジ除去装置を適用することができる。
加工液加圧排除工程Ｓ１はスラッジ乾燥工程Ｓ２を短縮
するための前処理である。

【００３０】図７は、加工液加圧排除工程Ｓ１の具体例
を示す側面図である。この工程Ｓ１に投入されるフィル
タ１の内部にはスラッジを含んだ加工液が多量に含浸さ
れている。このフィルタ１を、上下の抑え板２０１、２
０２で挟持して、フィルタ１の両端の端板１１、１２を
その後の加圧から保護する。２０３、２０４は、上下の
抑え板２０１、２０２を連結するための取り外し可能な
シャフトである。フィルタ１は、図１に示した内筒１３
の開口部が下側に位置するように配置し、ここから加圧
した空気Ａを導入管２０５を介してフィルタ１の内部に
導入する。導入された加圧空気Ａは内筒を通してフィル
タ１の外側へ逃げるので、これによりフィルタ１内に含
浸されていた加工液Ｌがフィルタ１の外周面に強制的押
出され、下側の抑え板２０２に形成されている孔２０６
を通して落下する。

【００３１】このようにして加工液を加圧排除したフィ
ルタ１内に依然として残存する加工液は、次のスラッジ
乾燥工程Ｓ２で除去される。乾燥方法には種々のものが
あるが、例えば乾燥機内にフィルタ１を収容して加工液
を除去し、その中に含まれていたスラッジを乾燥させる
ことができる。このとき乾燥機内に除湿機を通した乾燥
空気を導入すると、乾燥時間を短縮することができる。

【００３２】乾燥工程を経たフィルタ１は、続くスラッ
ジ落下工程Ｓ３において、好ましくは上述した本発明に
係るスラッジ除去装置に収容され、前述したように回転
および振動が加えられる。乾燥したスラッジはその粘性
が著しく低下しているので、振動によって効率よくフィ
ルタ１を離れて落下する。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、この発明のスラッジ
除去装置によれば、フィルタの中心軸を水平方向に対し
て所定角度だけ傾けた状態で、フィルタ支持体にフィル
タを回転可能に保持し、且つカムがフィルタに回転駆動
力と連続的な衝撃力を与えるので、フィルタの表面に付
着したスラッジは回転と衝撃力とによってフィルタの外
周又は内周を傾斜の高い方から低い方へと移動して最終
的にスラッジ受けに落下収容され、使用済みのフィルタ
に付着したスラッジが効果的に除去されて、フィルタを
再度使用可能とすることができるので、加工メンテナン
ス費用の削減が図れると共に、省資源化に大いに寄与す
ることができるという効果を奏する。

【００３４】また、この発明の改良されたスラッジ除去
装置によれば、前記フィルタ支持体を、前記フィルタの
前記中心軸と直交する軸を中心に回転させて前記フィル
タの傾斜方向を所定の周期で反転する機構を設けたの
で、スラッジの除去効率はより一層改善される。

【００３５】更に、この発明のスラッジ除去方法によれ
ば、フィルタ内に残存するスラッジを乾燥させる工程
と、振動を加えてスラッジを落下させる工程とを実施
し、必要に応じて乾燥工程の前処理として、フィルタ内
に含まれる加工液を加圧排除する工程を設けるようにし
ているので、スラッジの除去効率を効果的に改善でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例に係るワイヤカット放電
加工機のフィルタのスラッジ除去装置の外観斜視図であ
る。

【図２】 同装置の側面図である。

【図３】 同装置における後板を前方から見た図であ
る。

【図４】 この発明の他の実施例に係るワイヤカット放
電加工機のフィルタのスラッジ除去装置の側面図であ
る。

【図５】 図４の装置の動作タイミングを示すタイムチ
ャートである。

【図６】 この発明の異なる実施例に係るスラッジ除去
方法を示すフローチャートである。

【図７】 加工液加圧排除工程を説明する側面図であ
る。

【符号の説明】

１…フィルタ、２…フィルタ支持体、３…モータ、２１
…前板、２２…後板、２３…駆動軸、２４，２５…補助
軸、２６，２７…カム、２８〜３１…ローラ、４９…ス
ラッジ収容部、１０１…軸、１０２…モータ、１０３…
ベルト、Ｓ１…加工液加圧排除工程、Ｓ２…スラッジ乾
燥工程、Ｓ３…スラッジ落下工程。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 全体が円筒状でその内周側から外周側及
   び／又は外周側から内周側へ放電加工機の加工液を流す
   ことにより前記加工液中のスラッジを除去する放電加工
   機用フィルタに対して用いられ、前記フィルタの表面に
   付着したスラッジを除去するスラッジ除去装置であっ
   て、 前記フィルタをその中心軸が水平方向に対して所定角度
   だけ傾いた状態で前記中心軸を中心として回転可能に保
   持すると共に、前記フィルタに回転駆動力と連続的な衝
   撃力とを付与するためのカムを備えたフィルタ支持体
   と、 前記カムに回転駆動力を与えるモータと、 前記フィルタから落ちるスラッジを受けるスラッジ受け
   とを備えたことを特徴とする放電加工機用フィルタのス
   ラッジ除去装置。
2. 【請求項２】 前記フィルタ支持体は、 前記フィルタの前端側に配置される前板と、 前記フィルタの後端側に配置される後板と、 前記前板から後板にかけて回転可能に張設された駆動軸
   と、 この駆動軸の前後端部に装着されて前記フィルタ外周の
   前後端部に所定の摩擦力をもって接触するカムと、 前記駆動軸に前記モータの回転駆動力を伝達するための
   回転伝達機構と、 前記駆動軸の両脇に前記前板から後板にかけて張設され
   た一対の補助軸と、 これら補助軸の前後端部に装着されて前記フィルタ外周
   の前後端部を回転可能に支持するローラと、 前記後板の前記フィルタ後端と対向する面に設けられ前
   記フィルタの後端面を回転及び上下動自在に保持するベ
   アリングと、 前記前板、後板、駆動軸及び補助軸を水平方向に対して
   所定角度だけ傾けて支持する脚部とを備えたものである
   ことを特徴とする請求項１記載の放電加工機用フィルタ
   のスラッジ除去装置。
3. 【請求項３】 前記フィルタ支持体を、前記フィルタの
   前記中心軸と直交する軸を中心に回転させて前記フィル
   タの傾斜方向を所定の周期で反転する機構を更に備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の放電加工機用フィルタ
   のスラッジ除去装置。
4. 【請求項４】 全体が円筒状でその内周側から外周側及
   び／又は外周側から内周側へ放電加工機の加工液を流す
   ことにより前記加工液中のスラッジを除去する放電加工
   機用フィルタに対して用いられ、前記フィルタの表面に
   付着したスラッジを除去するスラッジ除去方法であっ
   て、 前記フィルタ内に残存する前記スラッジを乾燥させる工
   程と、請求項１〜３のいずれかに記載のスラッジ除去装置を用
   いて 前記フィルタに振動を加えて前記フィルタから乾燥
   した前記スラッジを落下させる工程とを備えることを特
   徴とする放電加工機用フィルタのスラッジ除去方法。
5. 【請求項５】 全体が円筒状でその内周側から外周側及
   び／又は外周側から内周側へ放電加工機の加工液を流す
   ことにより前記加工液中のスラッジを除去する放電加工
   機用フィルタに対して用いられ、前記フィルタの表面に
   付着したスラッジを除去するスラッジ除去方法であっ
   て、 前記フィルタに加圧空気を供給して前記フィルタ内に含
   まれる前記加工液を強制的に排除する工程と、 前記フィルタ内に残存する前記スラッジを乾燥させる工
   程と、請求項１〜３のいずれかに記載のスラッジ除去装置を用
   いて 前記フィルタに振動を加えて前記フィルタから乾燥
   した前記スラッジを落下させる工程とを備えることを特
   徴とする放電加工機用フィルタのスラッジ除去方法。