クーラント供給装置
【課題】廃棄するクーラントの量を低減させ、かつポンプ等に使用するエネルギーを低減し、省エネルギー化を実現できるクーラント供給装置を提供すること。
【解決手段】クーラント供給装置１は、複数のフィルタ２２を備え、使用済みのクーラントが循環貯留される一次クーラントタンク１１及び二次クーラントタンク３０を連通し、複数のフィルタ２２ごとに一次供給管２１が設けられる。二次クーラントタンク３０から複数の工作機械６０へは、工作機械６０ごとに二次供給管４１が設けられて個別にクーラントを供給する二次ポンプ４２を備える。また、二次クーラントタンク３０には、クーラントの液面を検知するフロートスイッチ３１を設け、二次クーラント制御部５０は、二次クーラントタンク３０の液面に応じて複数のフィルタ２２の始動または停止を個別に制御するとともに、工作機械６０の稼働に応じて二次ポンプ４２を制御する。
【解決手段】クーラント供給装置１は、複数のフィルタ２２を備え、使用済みのクーラントが循環貯留される一次クーラントタンク１１及び二次クーラントタンク３０を連通し、複数のフィルタ２２ごとに一次供給管２１が設けられる。二次クーラントタンク３０から複数の工作機械６０へは、工作機械６０ごとに二次供給管４１が設けられて個別にクーラントを供給する二次ポンプ４２を備える。また、二次クーラントタンク３０には、クーラントの液面を検知するフロートスイッチ３１を設け、二次クーラント制御部５０は、二次クーラントタンク３０の液面に応じて複数のフィルタ２２の始動または停止を個別に制御するとともに、工作機械６０の稼働に応じて二次ポンプ４２を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クーラント供給装置に関する。特に、クーラントの消費量やポンプ等の稼働に係るエネルギーの無駄を低減させることのできるクーラント供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図４に示すクーラント供給装置７０１では、複数の工作機械７６０から構成されている加工区では、複数の工作機械７６０それぞれにクーラントを供給するため、クーラントを集中管理して供給するようにしていた。
複数の工作機械にクーラントをそれぞれ供給するには、濾過されていないクーラントが貯留される一次クーラントタンク７１０から、濾過装置７２２を経て濾過されたクーラントが二次クーラントタンク７３０に貯留される。そして、二次クーラントタンク７３０から一本のメイン供給管７４１が複数の工作機械７６０に分岐されて延びている。このメイン供給管７４１の途中には、二次クーラントタンク７３０から複数の工作機械７６０にクーラントを供給する一台のポンプ７４２が設けられている。工作機械７６０で使用された加工滓を含むクーラントは、クーラント回収トラフ７４６を介して一次クーラントタンク７１０に環流され、また、一次クーラントタンク７１０では沈殿作用により加工滓がある程度除去される。ここで、クーラント回収トラフ７４６は、例えば断面がＵ字形の溝が用いられている。
【０００３】
この場合、一台のポンプ７４２で複数の工作機械７６０にクーラントを供給しているため、一台でも工作機械７６０が稼働している場合には、ポンプ７４２はメイン供給管７４１全体にクーラントを供給し続ける必要がある。このため、ポンプ７４２のエネルギー消費量が多くなり、省エネルギー化を図ることが困難であった。また、複数の工作機械７６０のうち、一部の工作機械７６０において、自動工具交換装置が作動中であったり、工作機械７６０が停止中であったりしたことで使用されなかったクーラントは、クーラント回収トラフ７４６により一次クーラントタンク７１０に環流される。また、クーラント回収トラフ７４６内に加工滓が沈殿することを防ぐため、適量のクーラントがクーラント回収トラフ７４６内に流されている。このため、クーラント自体は再利用されるが、大量の清浄なクーラントを再度一次クーラントタンク７１０に戻して再度濾過装置７２２により濾過することになり、全体としてエネルギーの無駄が発生する。
【０００４】
また、濾過装置７２２で廃棄されたクーラントは、ドレイン７２２１を通って二次クーラントタンク７３０からタンク７２６に一旦貯留される。その後、タンク７２６内のクーラントはトラフ７２２２に廃棄される。また、二次クーラントタンク７３０からオーバーフローしたクーラントもタンク７２６に一旦貯留される。
濾過装置７２２は、工作機械７６０で必要とされる最大量のクーラントを一台で常時濾過するため、クーラントの使用量が減少した場合には濾過するクーラント量をこれに合わせて減らすことができない。このため、濾過済みのクーラントが二次クーラントタンク７３０から溢れてしまい、無駄が生じる。さらには、無駄となった分のクーラントを濾過するためのエネルギーも無駄となってしまう。
そこで、省エネルギー化を実現するため、クーラントを循環させて工作機械７６０に供給するクーラント供給装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−１０９６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、定回転ポンプ及び可変回転ポンプで複数の工作機械それぞれにクーラントを循環供給すると共に、複数の工作機械それぞれに電磁開閉弁を配置して、ライン圧に応じて可変回転ポンプの回転数を調整する。しかし、バイパスを経由してクーラントを循環させる必要があるため、工作機械にクーラントを供給するために必要な可変回転ポンプによる圧力に加えて、定回転ポンプが常時稼働するため、エネルギーの省力化を図ることが困難である。
また、フィルタの効率が考慮されていないため、フィルタの濾過効率が低い場合には、クリーンタンク内のクーラントが汚染されるなどして、クリーンタンク内を頻繁にメンテナンスする必要が生じる。
【０００７】
本発明は、廃棄するクーラントの量を低減させ、かつポンプ等に使用するエネルギーを低減し、省エネルギー化を実現できるクーラント供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）複数の工作機械にクーラントを供給するクーラント供給装置であって、使用済みの前記クーラントが貯留される一次クーラントタンクと、前記一次クーラントタンクに貯留された前記クーラントの不純物を分離する複数のサイクロン式濾過装置と、前記複数のサイクロン式濾過装置を通過した前記クーラントが貯留される二次クーラントタンクと、前記一次クーラントタンク及び前記二次クーラントタンクを連通し、前記複数の濾過装置ごとにそれぞれ設けられる複数の一次クーラント供給管と、前記二次クーラントタンクから前記複数の工作機械ごとにそれぞれ設けられる複数の二次クーラント供給管と、前記複数の二次クーラント供給管それぞれに設けられ、前記二次クーラントタンクから前記クーラントを供給する供給圧力を制御する複数の供給ポンプと、前記二次クーラントタンクにおける前記クーラントの液面を検知する検知装置と、前記複数の供給ポンプ及び前記複数のサイクロン式濾過装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記検知装置が検知した前記液面に応じて前記複数のサイクロン式濾過装置を個別に始動又は停止させることを特徴とするクーラント供給装置。
【０００９】
（１）に係る発明によれば、クーラント供給装置は、複数のサイクロン式濾過装置を備え、使用済みのクーラントが循環貯留される一次クーラントタンク及び複数のサイクロン式濾過装置で濾過されたクーラントが貯留される二次クーラントタンクを連通し、複数のサイクロン式濾過装置ごとに設けられた一次クーラントタンク供給管を備える。二次クーラントタンクから複数の工作機械へは、工作機械ごとに二次クーラント供給管が設けられて個別にクーラントを供給する供給ポンプを備える。また、二次クーラントタンクには、クーラントの液面を検知する検知装置を設け、制御装置は、二次クーラントタンクの液面に応じて複数のサイクロン式濾過装置の始動または停止を個別に制御する。
【００１０】
これにより、サイクロン式濾過装置の稼働台数をこまめに制御して二次クーラントタンクへの流入流量を制御することができる。また、検知装置が二次クーラントタンクの液面を検知するので、制御装置がこれに基づいてサイクロン式濾過装置の稼働台数を変更することができる。よって、二次クーラントタンクの液面調整を細かく行うことができる。
さらには工作機械ごとに二次クーラントタンクからクーラントを供給したり、停止したりすることができるので、例えば、工作機械で自動工具交換装置が作動中であってもその間クーラントを棄てる必要がない。
このように、クーラントに無駄が発生せず、また、工作機械の稼働台数が少ない場合は、二次クーラントタンク内のクーラントの消費量も少ないので、サイクロン式濾過装置の稼働台数も少なくすることができ、全体として省エネルギー化に寄与することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、廃棄するクーラントの量を低減させ、かつポンプ等に使用するエネルギーを低減し、省エネルギー化を実現できるクーラント供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るクーラント供給装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるクーラント供給装置の機能構成図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるクーラント供給装置の動作を示したフローチャートである。
【図４】本発明の従来例に係るクーラント供給装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２を参照してクーラント供給装置について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るクーラント供給装置の構成を示す図であり、図２は、クーラント供給装置の機能構成図である。
【００１４】
本実施形態に係るクーラント供給装置１は、一次クーラントタンク１１からのクーラントを供給する一次クーラント供給部１０と、使用済みのクーラントを濾過し、濾過したクーラントの供給を行う二次クーラント供給部２と、から構成され、濾過済みのクーラントを複数の工作機械部６に供給する。そして、工作機械部６で使用された使用済みのクーラントは、複数の工作機械６０および一次側ライン２０から一次クーラントタンク１１に連通するクーラント回収トラフ６１を通って一次クーラントタンク１１に流入し、再利用される。
【００１５】
一次クーラント供給部１０は、使用済みのクーラントを貯留する一次クーラントタンク１１と、一次フィルタ１２と、一次ポンプ１３と、一次フィルタ１２及び一次ポンプ１３の動作を制御する一次クーラント制御部１４（図２参照）と、から構成される。
【００１６】
一次クーラントタンク１１は、複数の工作機械６０で使用された使用済みのクーラントが貯留されるタンクである。使用済みのクーラントに含まれる加工滓は、一次クーラントタンク１１内に沈殿して分離される。
一次フィルタ１２は、クーラント回収トラフ６１から流入するクーラントに含まれるスラッジや工作機械６０から出る加工滓を除去するものであり、除去したスラッジや加工滓はベルトコンベア等（図示せず）により一次クーラントタンク１１の外に運搬される。
【００１７】
一次ポンプ１３は、一次クーラントタンク１１から二次クーラントタンク３０へクーラントを流通させるポンプである。この一次ポンプ１３は、本実施形態では、１つ設けられる。また、一次フィルタ１２及び一次ポンプ１３は、一次クーラント制御部１４により始動や停止が制御される。
【００１８】
二次クーラント供給部２は、一次クーラント供給部１０に連通して一次クーラントタンク１１内のクーラントを供給する一次側ライン２０と、一次側ライン２０から供給されたクーラントが貯留される二次クーラントタンク３０と、二次クーラントタンク３０から複数の工作機械６０それぞれにクーラントを供給する二次ライン４０と、二次クーラント供給部２を制御する制御装置としての二次クーラント制御部５０（図２参照）と、により構成される。
【００１９】
一次側ライン２０は、一次クーラントタンク１１内のクーラントを、一次クーラントタンク１１から二次クーラントタンク３０に供給するラインである。この一次側ライン２０は、一次クーラントタンク１１から二次クーラントタンク３０に連通する一次クーラント供給管としての一次供給管２１と、一次供給管２１の途中に設けられ、一次クーラントタンク１１に貯留されたクーラントの不純物を分離するサイクロン式濾過装置としてのフィルタ２２と、一次供給管２１の途中であってフィルタ２２の上流側に設けられる上流側開閉バルブ２３と、同様にフィルタ２２の下流側に設けられるバルブとしての下流側開閉バルブ２４と、フィルタ２２の排出口からクーラント回収トラフ６１にクーラントを流入させる排出流路２２１と、により構成される。
【００２０】
一次供給管２１は、一次クーラント供給部１０から、上流側開閉バルブ２３、フィルタ２２、下流側開閉バルブ２４及び二次クーラントタンク３０をそれぞれ連通する供給管であり、一次ポンプ１３により取水されたクーラントが通過する管である。この一次供給管２１は、フィルタ２２の数に応じて、フィルタ２２ごとに複数設けられる。したがって、上流側開閉バルブ２３及び下流側開閉バルブ２４もフィルタ２２の数に応じて、一次供給管２１ごとに設けられる。
【００２１】
フィルタ２２は、本実施形態ではサイクロン式の濾過装置である。このフィルタ２２は、二次クーラント制御部５０によりその始動又は停止が制御される。フィルタ２２は、クーラントに含まれる固形粒子等の不純物を除去するフィルタである。
【００２２】
排出流路２２１は、複数のフィルタ２２それぞれの排出口から、クーラント回収トラフ６１にクーラントを流入させるように形成された排出用の流路である。この流路は、パイプ状の部材またはトラフのような溝状の部材により形成される。この排出流路２２１には、フィルタ２２がクーラントから分離した不純物を高濃度に含む廃液が排出され、クーラント回収トラフ６１にこれらの廃液が導出される。排出流路２２１の出口は、クーラント回収トラフ６１の上流側となるように設けられることが好ましい。この上流側とは、クーラント回収トラフ６１において、一次クーラントタンク１１から最も遠い位置に配置された工作機械６０からクーラント回収トラフ６１に接続する部分近傍と同じか、これよりも遠い位置であることを示す。
この排出流路２２１の途中には、ドレインバルブ２２２が設けられており、排出流路２２１に流れるクーラントの流量を調節する。
【００２３】
上流側開閉バルブ２３及び下流側開閉バルブ２４は、一次供給管２１を遮断又は開放するバルブであり、本実施形態では電磁弁が使用され、二次クーラント制御部５０により制御される。
例えば、二次クーラント制御部５０が複数のフィルタ２２のうち、所定のフィルタ２２を始動させる場合には、まず、当該フィルタ２２の上流側に配置された上流側開閉バルブ２３をオンにして開けた状態とする。そして、一次ポンプ１３とフィルタ２２を始動させる。このとき、下流側開閉バルブ２４はオフとして閉じた状態のままである。そして、フィルタ２２が始動してから所定時間経過後、下流側開閉バルブ２４をオンにして開けた状態にして、二次クーラントタンク３０への供給を開始する。
また、フィルタ２２の廃液は排出流路２２１に導出されるが、廃液に含まれる固形粒子等の不純物が堆積する場合がある。この場合には、一次ポンプ１３を稼働させたまま下流側開閉バルブ２４を閉じた状態にして一次供給管２１内を高圧にし、排出流路２２１のドレインバルブ２２２を開閉して高圧のクーラントをフラッシングし、堆積した固形粒子等を除去することができる。このとき、堆積する不純物を除去するため、ドレインバルブ２２２を高圧として必要量のみ間欠的に吐出するようにすることが好ましい。
【００２４】
二次クーラントタンク３０は、フィルタ２２により不純物が除去されたクーラントが貯留されるタンクである。二次クーラントタンク３０には、二次クーラントタンク３０内のクーラント量を検知する検知装置としてのフロートスイッチ３１が設けられる。
【００２５】
フロートスイッチ３１は、二次クーラントタンク３０内に貯留されるクーラントの液面を検知する。詳細には、二次クーラントタンク３０内のクーラントの液面の高さを検知して、その高さを示す信号を二次クーラント制御部５０に送信する。液面が上昇又は下降するのに応じて、液面に浮かぶフロート（図示せず）も同様に上昇又は下降し、フロートの位置で液面を検知する。
【００２６】
二次ライン４０は、複数の工作機械６０に二次クーラントタンク３０内のクーラントを供給するラインであり、工作機械６０に連通する二次クーラント供給管としての二次供給管４１と、二次供給管４１の途中に設けられて二次クーラントタンク３０内のクーラントを二次ライン４０に流通させる二次ポンプ４２と、二次供給管４１の途中であって、二次ポンプ４２と工作機械６０の間に設けられる圧力センサ４３とにより構成される。
【００２７】
二次供給管４１は、二次クーラントタンク３０と工作機械６０とを連通して、二次クーラントタンク３０内のクーラントを工作機械６０に供給する管である。二次供給管４１は、工作機械６０の数に応じて設けられる。したがって、二次ポンプ４２や圧力センサ４３も工作機械６０の数に応じて設けられ、二次供給管４１ごとに個別に配置される。
【００２８】
二次ポンプ４２は、二次クーラントタンク３０から工作機械６０へクーラントを流通させるポンプである。この二次ポンプ４２は、工作機械６０の数に応じて複数設けられ、二次クーラントタンク３０から工作機械６０へ個別に連通する二次供給管４１ごとに設けられる。また、二次ポンプ４２は、二次クーラント制御部５０により始動や停止が制御される。
二次ポンプ４２は、本実施形態においては、インバータ４４を有しており、二次クーラント制御部５０はこのインバータ４４に指令信号を送信することで二次ポンプ４２を制御する。
【００２９】
圧力センサ４３は、二次供給管４１の途中であって、二次ポンプ４２と工作機械６０との間に設けられるセンサである。この圧力センサ４３は、二次ポンプ４２から工作機械６０までの二次供給管４１の圧力を測定する。また、圧力センサ４３が測定した圧力は、常時二次ポンプ４２のインバータ４４にフィードバックされ、インバータ４４を通じて二次クーラント制御部５０が当該圧力をモニタするとともに、最適な圧力を維持するように二次ポンプ４２の回転数が制御される。
【００３０】
二次クーラント制御部５０は、図２に示すように、二次クーラント供給部２を制御する。具体的には、一次側ライン２０では、二次クーラント制御部５０は、フィルタ２２の始動や停止、回転数等を制御し、上流側開閉バルブ２３及び下流側開閉バルブ２４、及びドレインバルブ２２２の開閉を制御する。
また、二次ライン４０では、インバータ４４を介して二次ポンプ４２の始動や停止、回転数等を制御する。圧力センサ４３は測定した圧力値を二次ポンプ４２のインバータ４４に送信し、二次ポンプ４２のインバータ４４を通じて二次クーラント制御部５０が間接的に制御する。
また、二次クーラント制御部５０は、一次クーラント供給部１０の一次クーラント制御部１４、及び複数の工作機械部６とそれぞれ通信を行い、工作機械６０の稼働数に合わせて二次ポンプ４２、フィルタ２２、上流側開閉バルブ２３、下流側開閉バルブ２４等の動作を制御する。詳細は後述する。
【００３１】
濾過済みのクーラントが二次クーラント供給部２から工作機械６０に供給される。工作機械６０は、工作機械制御部６０１と、開閉バルブ６０２とを少なくとも有する。
工作機械制御部６０１は、工作機械６０の動作及び開閉バルブ６０２の動作を制御する。
開閉バルブ６０２は、二次クーラント供給部２と工作機械６０との間に配置され、二次クーラント供給部２から連通する二次供給管４１を遮断又は開放するバルブである。
【００３２】
また、工作機械６０と一次クーラントタンク１１とは、クーラント回収トラフ６１により連通する。クーラント回収トラフ６１は、工作機械６０と一次クーラントタンク１１とを連通して、工作機械６０で使用された使用済みのクーラントを回収して、一次クーラントタンク１１に導出する。このクーラント回収トラフ６１は、工作機械６０ごとにそれぞれ設けられてよく、また、複数の工作機械６０からそれぞれ一本のラインに集約して一次クーラントタンク１１に連通するようにしてもよい。また、クーラント回収トラフ６１には、フィルタ２２の排出流路２２１がクーラント回収トラフ６１の上流側に接続され、フィルタ２２の廃液も導入される。
【００３３】
図３を参照して、クーラント供給装置１の動きについて説明する。図３は、クーラント供給装置１の動きを示すフローチャートである。なお、一次クーラント供給部１０の一次ポンプ１３は稼働しているものとする。
【００３４】
ステップＳ１０では、二次クーラント制御部５０は二次クーラントタンク３０の液面を検知する。具体的には、二次クーラントタンク３０に設けられたフロートスイッチ３１から液面高さを示す信号を受信する。
【００３５】
ステップＳ１１では、二次クーラント制御部５０はフロートスイッチ３１から受信した信号に基づいて、二次クーラントタンク３０内のクーラントの液面高さが所定の高さであるか否かを判別する。液面が所定の高さである場合には、ステップＳ１２に移り、所定の高さでない場合には、ステップＳ１０に戻る。なお、この液面の高さは、複数のフィルタ２２の稼働台数を決定するために参照されるものであり、フィルタ２２の稼働台数や各フィルタ２２の濾過流量に応じて複数設定することができる。なお、この設定は、クーラント供給装置１の管理者により設定可能である。また、この判断は、液面の高さが所定の高さまで下がった場合だけでなく、液面の高さがある高さに達した場合であってもよい。
【００３６】
詳細には、フロートスイッチ３１は、上記液面の高さを５段階で検知するように設定される。具体的には、フロートスイッチ３１は、液面高さが高い順に「満水」、「上限」、「クリーン供給１」、「クリーン供給２」及び「下限」という５段階のレベルで液面の高さを検知する。フィルタ２２を稼働させるレベルは、「上限」レベル、「クリーン供給１」レベル及び「クリーン供給２」レベルであり、「上限」レベルに液面高さがあるときはフィルタ２２の稼働台数は０台であるとする。また、「クリーン供給１」レベルに液面高さがあるときは、フィルタ２２の稼働台数はフィルタ２２の全稼働可能台数の半数であり、「クリーン供給２」レベルに液面高さがあるときはフィルタ２２の稼働台数は全台数であるとする。
ここで、フィルタ２２は、液面高さが「上限」レベル又は「クリーン供給１」レベルにあるときを中心として稼働するため、頻繁に稼働するフィルタ２２と稼働しないフィルタ２２との間に稼働時間の差が出る場合がある。そこで、一次クーラント制御部１４はタイマ（図示せず）を備え、稼働するフィルタ２２の台数をレベルに合わせて一定に保持しながら、実際に稼働するフィルタ２２をタイマ設定により一定時間毎に順番に稼働させることが好ましい。これにより、フィルタ２２の劣化等の偏りを抑制して、フィルタ２２の性能の確保と長寿命化を図ることができる。
また、「クリーン供給１」レベル及び「クリーン供給２」レベル時のフィルタ２２の稼働台数を二次クーラント制御部５０により設定可能とすることが好ましい。工作機械６０及び二次ポンプ４２の稼働台数やクーラントの使用流量によって、二次クーラントタンク３０内の液面変動が異なるためである。「クリーン供給１」レベル及び「クリーン供給２」レベル時の設定台数を決定できることにより、必要なときだけフィルタ２２を稼働させることができる。
【００３７】
ステップＳ１２では、二次クーラント制御部５０はフィルタ２２の稼働台数を決定する。稼働台数を決定するには、フィルタ２２の濾過流量及び現在の稼働台数、工作機械６０で使用されるクーラント量及び工作機械６０の稼働台数に応じて決定される。
【００３８】
ステップＳ１３では、フィルタ２２を始動又は停止させる。フィルタ２２を始動させるには、詳細には、二次クーラント制御部５０は、まず、上流側開閉バルブ２３を開ける。これにより、フィルタ２２に一次クーラントタンク１１内のクーラントが供給される。
次に、二次クーラント制御部５０は、稼働させるフィルタ２２に始動信号を送信してフィルタ２２を始動させて濾過を開始させる。本実施形態では、サイクロン式のフィルタを使用するので、分離精度が所定のレベルに上がるまで所定時間を要する。したがって、この状態では下流側開閉バルブ２４を閉じた状態とし、分離精度の低い状態で濾過されたクーラントを二次クーラントタンク３０に供給しない。このとき、フィルタ２２を通過したクーラントはフィルタ２２の排出流路２２１を通ってクーラント回収トラフ６１に導出される。
また、フィルタ２２を停止させるには、二次クーラント制御部５０は、停止させるフィルタ２２に停止信号を送信してフィルタ２２の稼働を停止させると共に、当該フィルタ２２が停止することを意味する信号を一次クーラント供給部１０の一次クーラント制御部１４に送信する。
【００３９】
ステップＳ１４では、二次クーラント制御部５０は、所定時間が経過したか否かを判別する。この所定時間は、フィルタ２２が始動してからの経過時間である。二次クーラント制御部５０は所定時間が経過した場合にはステップＳ１５に移り、所定時間が経過しない場合は、このまま待機する。すなわち、フィルタ２２の分離精度が所定のレベルに上がるまでステップＳ１３の状態を維持する。
【００４０】
ステップＳ１５では、二次クーラント制御部５０は下流側開閉バルブ２４をオンにして開けた状態にし、フィルタ２２を通過したクーラントを二次クーラントタンク３０に供給する。
【００４１】
ステップＳ１６では、二次クーラント制御部５０は、工作機械６０にクーラントを供給するか否かを判別する。この場合、二次クーラント制御部５０は、複数ある工作機械６０それぞれの工作機械制御部６０１から工作機械６０が稼働を開始する旨の信号を受信したか否かを判別する。そして、工作機械制御部６０１から稼働開始の信号を受信した場合には、ステップＳ１７に移る。また、工作機械制御部６０１から稼働開始の信号を受信せず、クーラントを供給しない場合には、ステップＳ１０に戻る。
【００４２】
ステップＳ１７では、二次クーラント制御部５０は、クーラントを供給する工作機械６０に連通する二次供給管４１に設けられた二次ポンプ４２に始動信号を送信し、二次ポンプ４２の稼働を開始して、クーラントを供給する工作機械６０の工作機械制御部６０１にクーラントの供給が開始可能である旨の信号を送信する。この処理が終了した場合には、ステップＳ１０に移る。
なお、二次クーラント制御部５０からクーラントの供給を開始可能である旨の信号を受信した工作機械部６の工作機械制御部６０１は、信号を受信した工作機械６０の工作機械制御部６０１は、開閉バルブ６０２を開けた状態とし、当該工作機械６０にクーラントの供給を開始する。
【００４３】
本実施形態によれば、フィルタ２２を複数備え、フィルタ２２ごとに一次供給管２１を備えて一次クーラントタンク１１と二次クーラントタンク３０とを個別に連通するとしたので、フィルタ２２の稼働台数をこまめに制御して二次クーラントタンク３０への流入流量を制御することができる。
【００４４】
本実施形態によれば、二次クーラントタンク３０には検知装置としてのフロートスイッチ３１を設け、二次クーラント制御部５０は、フロートスイッチ３１が検知した二次クーラントタンク３０の液面の高さに応じてフィルタ２２の稼働台数を制御する。これにより、二次クーラントタンクのオーバーフローを防止することができるとともに、従来オーバーフローにかかっていたエネルギーロスをなくすことができる。
【００４５】
本実施形態によれば、工作機械６０ごとに二次供給管４１及び二次ポンプ４２を備えるので、稼働している工作機械６０に連通する二次供給管４１の二次ポンプ４２のみ稼働させて、他の二次ポンプ４２を停止させればよいので、使用するクーラントの量を効率的に制御するとともに、二次ポンプ４２等を稼働するためのエネルギーを抑制することができ、省エネルギー化に寄与することができる。
【００４６】
本実施形態によれば、二次ポンプ４２と工作機械６０との間に開閉バルブ６０２を備えたので、工作機械６０において自動工具交換装置が稼働中の場合には、開閉バルブ６０２をオフにして閉じた状態とすることができる。このため、工作機械６０において一時的にクーラントを使用しない場合があっても、クーラントを棄てる必要が無い。一方で、圧力センサ４３により二次供給管４１内の圧力を常時監視して二次ポンプ４２のインバータ４４にフィードバックしており、インバータ４４を通じて二次クーラント制御部５０が二次ポンプ４２の回転数を制御することができる。このため、開閉バルブ６０２をオフの状態であったり、クーラントの消費量が低い場合であったりしても最適な圧力に維持したりするなど、こまめな調整をすることができる。また、二次ライン４０において、常に高圧で維持する必要が無いので、二次供給管４１内のクーラントの温度が上昇することを抑制することができる。
【００４７】
本実施形態によれば、複数のフィルタ２２を備える。このフィルタ２２は、サイクロン式のフィルタである。サイクロン式のフィルタは基本的にメンテナンスフリーとすることができるが、十分な濾過精度が得られるまでは稼働開始から多少の時間を要する。しかし、複数のフィルタ２２を備えるため、複数のフィルタ２２を、時間差を設けて稼働開始させることにより、段階的に二次クーラントタンク３０に濾過したクーラントの供給を開始させることができ、全体として稼働開始のために要する時間を短縮することができる。
【００４８】
本実施形態によれば、複数のフィルタ２２それぞれについて、下流側に下流側開閉バルブ２４を備えた。これにより、フィルタ２２の濾過精度が低い状態のときにフィルタ２２を通過したクーラントが二次クーラントタンク３０に流入することを防止することができる。このため、二次クーラントタンク３０内に固形粒子等の不純物が堆積することを防止し、二次クーラントタンク３０のメンテナンス頻度を低減することができる。
【００４９】
本実施形態によれば、フィルタ２２を複数備え、フィルタ２２ごとに一次供給管２１を備えるとしたので、一次供給管２１にクーラントを供給する一次ポンプ１３や、フィルタ２２は、単一のラインしかない場合よりも容量が小さいものを使用することができる。また、二次供給管４１も工作機械６０ごとに設け、二次ポンプ４２も個別に設けたので、二次ポンプ４２は、単一のラインしかない場合よりも小さい容量のものを使用することができる。さらには、二次クーラント制御部５０によりこまめに一次ポンプ１３や二次ポンプ４２の回転数や稼働台数を制御することができるので、全体として使用するエネルギーの省力化をすることができる。
【００５０】
本実施形態によれば、複数のフィルタ２２それぞれの排出口からクーラント回収トラフ６１にクーラントを流入させる排出流路２２１を備え、また、複数のフィルタ２２それぞれの排出口に連通する排出流路２２１にそれぞれドレインバルブ２２２を設けた。これにより、クーラントを高圧で流した状態でドレインバルブ２２２を開閉してフラッシングすることにより、フィルタ２２が分離したクーラントの不純物が排出流路２２１に堆積するのを防止することができる。
さらには、排出流路２２１は、クーラント回収トラフ６１の上流側にクーラントを導出されるように形成される。これにより、排出流路２２１に堆積したクーラントをクーラント回収トラフ６１に押し流すと共に、クーラント回収トラフ６１に堆積した工作機械６０の加工滓もまた、一次クーラントタンク１１側に押し流すことができる。
また、この場合、ドレインバルブ２２２よりクーラントの流量を調節することが可能であるので、排出流路２２１及びクーラント回収トラフ６１に堆積した不純物や加工滓を押し流す分だけのクーラントを、排出流路２２１やクーラント回収トラフ６１に流すよう調節することができるので、クーラント供給装置１においてメンテナンスに使用されるクーラントも節約することが可能である。
【００５１】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は、本発明に含まれるものである。
【００５２】
本実施形態においては、２つのフィルタ２２及び工作機械６０を図示しているがこれに限らず２つ以上のフィルタ２２及び工作機械６０を設けることができる。したがって、一次側ライン２０の各構成（一次供給管２１や一次ポンプ１３等）もフィルタ２２の台数に応じて設けられ、二次ライン４０の各構成（二次供給管４１や二次ポンプ４２等）も工作機械６０の台数に応じて設けられる。
【００５３】
本実施形態においては、二次ポンプ４２はインバータ４４を備えるとしたがこれに限らない。例えば、インバータ４４を備えず、二次クーラント制御部５０が直接二次ポンプ４２を制御するとしてもよい。この場合、圧力センサ４３が測定した圧力のデータは、二次クーラント制御部５０に送信される。
【符号の説明】
【００５４】
１ クーラント供給装置
２ 二次クーラント供給部
６ 工作機械部
１０ 一次クーラント供給部
１１ 一次クーラントタンク
１２ 一次フィルタ
１３ 一次ポンプ
２０ 一次側ライン
２１ 一次供給管
２２ フィルタ
２３ 上流側開閉バルブ
２４ 下流側開閉バルブ
３０ 二次クーラントタンク
３１ フロートスイッチ
４０ 二次ライン
４１ 二次供給管
４２ 二次ポンプ
４３ 圧力センサ
４４ インバータ
６０ 工作機械
６１ クーラント回収トラフ
２２１ 排出流路
２２２ ドレインバルブ
６０２ 開閉バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クーラント供給装置に関する。特に、クーラントの消費量やポンプ等の稼働に係るエネルギーの無駄を低減させることのできるクーラント供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図４に示すクーラント供給装置７０１では、複数の工作機械７６０から構成されている加工区では、複数の工作機械７６０それぞれにクーラントを供給するため、クーラントを集中管理して供給するようにしていた。
複数の工作機械にクーラントをそれぞれ供給するには、濾過されていないクーラントが貯留される一次クーラントタンク７１０から、濾過装置７２２を経て濾過されたクーラントが二次クーラントタンク７３０に貯留される。そして、二次クーラントタンク７３０から一本のメイン供給管７４１が複数の工作機械７６０に分岐されて延びている。このメイン供給管７４１の途中には、二次クーラントタンク７３０から複数の工作機械７６０にクーラントを供給する一台のポンプ７４２が設けられている。工作機械７６０で使用された加工滓を含むクーラントは、クーラント回収トラフ７４６を介して一次クーラントタンク７１０に環流され、また、一次クーラントタンク７１０では沈殿作用により加工滓がある程度除去される。ここで、クーラント回収トラフ７４６は、例えば断面がＵ字形の溝が用いられている。
【０００３】
この場合、一台のポンプ７４２で複数の工作機械７６０にクーラントを供給しているため、一台でも工作機械７６０が稼働している場合には、ポンプ７４２はメイン供給管７４１全体にクーラントを供給し続ける必要がある。このため、ポンプ７４２のエネルギー消費量が多くなり、省エネルギー化を図ることが困難であった。また、複数の工作機械７６０のうち、一部の工作機械７６０において、自動工具交換装置が作動中であったり、工作機械７６０が停止中であったりしたことで使用されなかったクーラントは、クーラント回収トラフ７４６により一次クーラントタンク７１０に環流される。また、クーラント回収トラフ７４６内に加工滓が沈殿することを防ぐため、適量のクーラントがクーラント回収トラフ７４６内に流されている。このため、クーラント自体は再利用されるが、大量の清浄なクーラントを再度一次クーラントタンク７１０に戻して再度濾過装置７２２により濾過することになり、全体としてエネルギーの無駄が発生する。
【０００４】
また、濾過装置７２２で廃棄されたクーラントは、ドレイン７２２１を通って二次クーラントタンク７３０からタンク７２６に一旦貯留される。その後、タンク７２６内のクーラントはトラフ７２２２に廃棄される。また、二次クーラントタンク７３０からオーバーフローしたクーラントもタンク７２６に一旦貯留される。
濾過装置７２２は、工作機械７６０で必要とされる最大量のクーラントを一台で常時濾過するため、クーラントの使用量が減少した場合には濾過するクーラント量をこれに合わせて減らすことができない。このため、濾過済みのクーラントが二次クーラントタンク７３０から溢れてしまい、無駄が生じる。さらには、無駄となった分のクーラントを濾過するためのエネルギーも無駄となってしまう。
そこで、省エネルギー化を実現するため、クーラントを循環させて工作機械７６０に供給するクーラント供給装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−１０９６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、定回転ポンプ及び可変回転ポンプで複数の工作機械それぞれにクーラントを循環供給すると共に、複数の工作機械それぞれに電磁開閉弁を配置して、ライン圧に応じて可変回転ポンプの回転数を調整する。しかし、バイパスを経由してクーラントを循環させる必要があるため、工作機械にクーラントを供給するために必要な可変回転ポンプによる圧力に加えて、定回転ポンプが常時稼働するため、エネルギーの省力化を図ることが困難である。
また、フィルタの効率が考慮されていないため、フィルタの濾過効率が低い場合には、クリーンタンク内のクーラントが汚染されるなどして、クリーンタンク内を頻繁にメンテナンスする必要が生じる。
【０００７】
本発明は、廃棄するクーラントの量を低減させ、かつポンプ等に使用するエネルギーを低減し、省エネルギー化を実現できるクーラント供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）複数の工作機械にクーラントを供給するクーラント供給装置であって、使用済みの前記クーラントが貯留される一次クーラントタンクと、前記一次クーラントタンクに貯留された前記クーラントの不純物を分離する複数のサイクロン式濾過装置と、前記複数のサイクロン式濾過装置を通過した前記クーラントが貯留される二次クーラントタンクと、前記一次クーラントタンク及び前記二次クーラントタンクを連通し、前記複数の濾過装置ごとにそれぞれ設けられる複数の一次クーラント供給管と、前記二次クーラントタンクから前記複数の工作機械ごとにそれぞれ設けられる複数の二次クーラント供給管と、前記複数の二次クーラント供給管それぞれに設けられ、前記二次クーラントタンクから前記クーラントを供給する供給圧力を制御する複数の供給ポンプと、前記二次クーラントタンクにおける前記クーラントの液面を検知する検知装置と、前記複数の供給ポンプ及び前記複数のサイクロン式濾過装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記検知装置が検知した前記液面に応じて前記複数のサイクロン式濾過装置を個別に始動又は停止させることを特徴とするクーラント供給装置。
【０００９】
（１）に係る発明によれば、クーラント供給装置は、複数のサイクロン式濾過装置を備え、使用済みのクーラントが循環貯留される一次クーラントタンク及び複数のサイクロン式濾過装置で濾過されたクーラントが貯留される二次クーラントタンクを連通し、複数のサイクロン式濾過装置ごとに設けられた一次クーラントタンク供給管を備える。二次クーラントタンクから複数の工作機械へは、工作機械ごとに二次クーラント供給管が設けられて個別にクーラントを供給する供給ポンプを備える。また、二次クーラントタンクには、クーラントの液面を検知する検知装置を設け、制御装置は、二次クーラントタンクの液面に応じて複数のサイクロン式濾過装置の始動または停止を個別に制御する。
【００１０】
これにより、サイクロン式濾過装置の稼働台数をこまめに制御して二次クーラントタンクへの流入流量を制御することができる。また、検知装置が二次クーラントタンクの液面を検知するので、制御装置がこれに基づいてサイクロン式濾過装置の稼働台数を変更することができる。よって、二次クーラントタンクの液面調整を細かく行うことができる。
さらには工作機械ごとに二次クーラントタンクからクーラントを供給したり、停止したりすることができるので、例えば、工作機械で自動工具交換装置が作動中であってもその間クーラントを棄てる必要がない。
このように、クーラントに無駄が発生せず、また、工作機械の稼働台数が少ない場合は、二次クーラントタンク内のクーラントの消費量も少ないので、サイクロン式濾過装置の稼働台数も少なくすることができ、全体として省エネルギー化に寄与することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、廃棄するクーラントの量を低減させ、かつポンプ等に使用するエネルギーを低減し、省エネルギー化を実現できるクーラント供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るクーラント供給装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるクーラント供給装置の機能構成図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるクーラント供給装置の動作を示したフローチャートである。
【図４】本発明の従来例に係るクーラント供給装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２を参照してクーラント供給装置について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るクーラント供給装置の構成を示す図であり、図２は、クーラント供給装置の機能構成図である。
【００１４】
本実施形態に係るクーラント供給装置１は、一次クーラントタンク１１からのクーラントを供給する一次クーラント供給部１０と、使用済みのクーラントを濾過し、濾過したクーラントの供給を行う二次クーラント供給部２と、から構成され、濾過済みのクーラントを複数の工作機械部６に供給する。そして、工作機械部６で使用された使用済みのクーラントは、複数の工作機械６０および一次側ライン２０から一次クーラントタンク１１に連通するクーラント回収トラフ６１を通って一次クーラントタンク１１に流入し、再利用される。
【００１５】
一次クーラント供給部１０は、使用済みのクーラントを貯留する一次クーラントタンク１１と、一次フィルタ１２と、一次ポンプ１３と、一次フィルタ１２及び一次ポンプ１３の動作を制御する一次クーラント制御部１４（図２参照）と、から構成される。
【００１６】
一次クーラントタンク１１は、複数の工作機械６０で使用された使用済みのクーラントが貯留されるタンクである。使用済みのクーラントに含まれる加工滓は、一次クーラントタンク１１内に沈殿して分離される。
一次フィルタ１２は、クーラント回収トラフ６１から流入するクーラントに含まれるスラッジや工作機械６０から出る加工滓を除去するものであり、除去したスラッジや加工滓はベルトコンベア等（図示せず）により一次クーラントタンク１１の外に運搬される。
【００１７】
一次ポンプ１３は、一次クーラントタンク１１から二次クーラントタンク３０へクーラントを流通させるポンプである。この一次ポンプ１３は、本実施形態では、１つ設けられる。また、一次フィルタ１２及び一次ポンプ１３は、一次クーラント制御部１４により始動や停止が制御される。
【００１８】
二次クーラント供給部２は、一次クーラント供給部１０に連通して一次クーラントタンク１１内のクーラントを供給する一次側ライン２０と、一次側ライン２０から供給されたクーラントが貯留される二次クーラントタンク３０と、二次クーラントタンク３０から複数の工作機械６０それぞれにクーラントを供給する二次ライン４０と、二次クーラント供給部２を制御する制御装置としての二次クーラント制御部５０（図２参照）と、により構成される。
【００１９】
一次側ライン２０は、一次クーラントタンク１１内のクーラントを、一次クーラントタンク１１から二次クーラントタンク３０に供給するラインである。この一次側ライン２０は、一次クーラントタンク１１から二次クーラントタンク３０に連通する一次クーラント供給管としての一次供給管２１と、一次供給管２１の途中に設けられ、一次クーラントタンク１１に貯留されたクーラントの不純物を分離するサイクロン式濾過装置としてのフィルタ２２と、一次供給管２１の途中であってフィルタ２２の上流側に設けられる上流側開閉バルブ２３と、同様にフィルタ２２の下流側に設けられるバルブとしての下流側開閉バルブ２４と、フィルタ２２の排出口からクーラント回収トラフ６１にクーラントを流入させる排出流路２２１と、により構成される。
【００２０】
一次供給管２１は、一次クーラント供給部１０から、上流側開閉バルブ２３、フィルタ２２、下流側開閉バルブ２４及び二次クーラントタンク３０をそれぞれ連通する供給管であり、一次ポンプ１３により取水されたクーラントが通過する管である。この一次供給管２１は、フィルタ２２の数に応じて、フィルタ２２ごとに複数設けられる。したがって、上流側開閉バルブ２３及び下流側開閉バルブ２４もフィルタ２２の数に応じて、一次供給管２１ごとに設けられる。
【００２１】
フィルタ２２は、本実施形態ではサイクロン式の濾過装置である。このフィルタ２２は、二次クーラント制御部５０によりその始動又は停止が制御される。フィルタ２２は、クーラントに含まれる固形粒子等の不純物を除去するフィルタである。
【００２２】
排出流路２２１は、複数のフィルタ２２それぞれの排出口から、クーラント回収トラフ６１にクーラントを流入させるように形成された排出用の流路である。この流路は、パイプ状の部材またはトラフのような溝状の部材により形成される。この排出流路２２１には、フィルタ２２がクーラントから分離した不純物を高濃度に含む廃液が排出され、クーラント回収トラフ６１にこれらの廃液が導出される。排出流路２２１の出口は、クーラント回収トラフ６１の上流側となるように設けられることが好ましい。この上流側とは、クーラント回収トラフ６１において、一次クーラントタンク１１から最も遠い位置に配置された工作機械６０からクーラント回収トラフ６１に接続する部分近傍と同じか、これよりも遠い位置であることを示す。
この排出流路２２１の途中には、ドレインバルブ２２２が設けられており、排出流路２２１に流れるクーラントの流量を調節する。
【００２３】
上流側開閉バルブ２３及び下流側開閉バルブ２４は、一次供給管２１を遮断又は開放するバルブであり、本実施形態では電磁弁が使用され、二次クーラント制御部５０により制御される。
例えば、二次クーラント制御部５０が複数のフィルタ２２のうち、所定のフィルタ２２を始動させる場合には、まず、当該フィルタ２２の上流側に配置された上流側開閉バルブ２３をオンにして開けた状態とする。そして、一次ポンプ１３とフィルタ２２を始動させる。このとき、下流側開閉バルブ２４はオフとして閉じた状態のままである。そして、フィルタ２２が始動してから所定時間経過後、下流側開閉バルブ２４をオンにして開けた状態にして、二次クーラントタンク３０への供給を開始する。
また、フィルタ２２の廃液は排出流路２２１に導出されるが、廃液に含まれる固形粒子等の不純物が堆積する場合がある。この場合には、一次ポンプ１３を稼働させたまま下流側開閉バルブ２４を閉じた状態にして一次供給管２１内を高圧にし、排出流路２２１のドレインバルブ２２２を開閉して高圧のクーラントをフラッシングし、堆積した固形粒子等を除去することができる。このとき、堆積する不純物を除去するため、ドレインバルブ２２２を高圧として必要量のみ間欠的に吐出するようにすることが好ましい。
【００２４】
二次クーラントタンク３０は、フィルタ２２により不純物が除去されたクーラントが貯留されるタンクである。二次クーラントタンク３０には、二次クーラントタンク３０内のクーラント量を検知する検知装置としてのフロートスイッチ３１が設けられる。
【００２５】
フロートスイッチ３１は、二次クーラントタンク３０内に貯留されるクーラントの液面を検知する。詳細には、二次クーラントタンク３０内のクーラントの液面の高さを検知して、その高さを示す信号を二次クーラント制御部５０に送信する。液面が上昇又は下降するのに応じて、液面に浮かぶフロート（図示せず）も同様に上昇又は下降し、フロートの位置で液面を検知する。
【００２６】
二次ライン４０は、複数の工作機械６０に二次クーラントタンク３０内のクーラントを供給するラインであり、工作機械６０に連通する二次クーラント供給管としての二次供給管４１と、二次供給管４１の途中に設けられて二次クーラントタンク３０内のクーラントを二次ライン４０に流通させる二次ポンプ４２と、二次供給管４１の途中であって、二次ポンプ４２と工作機械６０の間に設けられる圧力センサ４３とにより構成される。
【００２７】
二次供給管４１は、二次クーラントタンク３０と工作機械６０とを連通して、二次クーラントタンク３０内のクーラントを工作機械６０に供給する管である。二次供給管４１は、工作機械６０の数に応じて設けられる。したがって、二次ポンプ４２や圧力センサ４３も工作機械６０の数に応じて設けられ、二次供給管４１ごとに個別に配置される。
【００２８】
二次ポンプ４２は、二次クーラントタンク３０から工作機械６０へクーラントを流通させるポンプである。この二次ポンプ４２は、工作機械６０の数に応じて複数設けられ、二次クーラントタンク３０から工作機械６０へ個別に連通する二次供給管４１ごとに設けられる。また、二次ポンプ４２は、二次クーラント制御部５０により始動や停止が制御される。
二次ポンプ４２は、本実施形態においては、インバータ４４を有しており、二次クーラント制御部５０はこのインバータ４４に指令信号を送信することで二次ポンプ４２を制御する。
【００２９】
圧力センサ４３は、二次供給管４１の途中であって、二次ポンプ４２と工作機械６０との間に設けられるセンサである。この圧力センサ４３は、二次ポンプ４２から工作機械６０までの二次供給管４１の圧力を測定する。また、圧力センサ４３が測定した圧力は、常時二次ポンプ４２のインバータ４４にフィードバックされ、インバータ４４を通じて二次クーラント制御部５０が当該圧力をモニタするとともに、最適な圧力を維持するように二次ポンプ４２の回転数が制御される。
【００３０】
二次クーラント制御部５０は、図２に示すように、二次クーラント供給部２を制御する。具体的には、一次側ライン２０では、二次クーラント制御部５０は、フィルタ２２の始動や停止、回転数等を制御し、上流側開閉バルブ２３及び下流側開閉バルブ２４、及びドレインバルブ２２２の開閉を制御する。
また、二次ライン４０では、インバータ４４を介して二次ポンプ４２の始動や停止、回転数等を制御する。圧力センサ４３は測定した圧力値を二次ポンプ４２のインバータ４４に送信し、二次ポンプ４２のインバータ４４を通じて二次クーラント制御部５０が間接的に制御する。
また、二次クーラント制御部５０は、一次クーラント供給部１０の一次クーラント制御部１４、及び複数の工作機械部６とそれぞれ通信を行い、工作機械６０の稼働数に合わせて二次ポンプ４２、フィルタ２２、上流側開閉バルブ２３、下流側開閉バルブ２４等の動作を制御する。詳細は後述する。
【００３１】
濾過済みのクーラントが二次クーラント供給部２から工作機械６０に供給される。工作機械６０は、工作機械制御部６０１と、開閉バルブ６０２とを少なくとも有する。
工作機械制御部６０１は、工作機械６０の動作及び開閉バルブ６０２の動作を制御する。
開閉バルブ６０２は、二次クーラント供給部２と工作機械６０との間に配置され、二次クーラント供給部２から連通する二次供給管４１を遮断又は開放するバルブである。
【００３２】
また、工作機械６０と一次クーラントタンク１１とは、クーラント回収トラフ６１により連通する。クーラント回収トラフ６１は、工作機械６０と一次クーラントタンク１１とを連通して、工作機械６０で使用された使用済みのクーラントを回収して、一次クーラントタンク１１に導出する。このクーラント回収トラフ６１は、工作機械６０ごとにそれぞれ設けられてよく、また、複数の工作機械６０からそれぞれ一本のラインに集約して一次クーラントタンク１１に連通するようにしてもよい。また、クーラント回収トラフ６１には、フィルタ２２の排出流路２２１がクーラント回収トラフ６１の上流側に接続され、フィルタ２２の廃液も導入される。
【００３３】
図３を参照して、クーラント供給装置１の動きについて説明する。図３は、クーラント供給装置１の動きを示すフローチャートである。なお、一次クーラント供給部１０の一次ポンプ１３は稼働しているものとする。
【００３４】
ステップＳ１０では、二次クーラント制御部５０は二次クーラントタンク３０の液面を検知する。具体的には、二次クーラントタンク３０に設けられたフロートスイッチ３１から液面高さを示す信号を受信する。
【００３５】
ステップＳ１１では、二次クーラント制御部５０はフロートスイッチ３１から受信した信号に基づいて、二次クーラントタンク３０内のクーラントの液面高さが所定の高さであるか否かを判別する。液面が所定の高さである場合には、ステップＳ１２に移り、所定の高さでない場合には、ステップＳ１０に戻る。なお、この液面の高さは、複数のフィルタ２２の稼働台数を決定するために参照されるものであり、フィルタ２２の稼働台数や各フィルタ２２の濾過流量に応じて複数設定することができる。なお、この設定は、クーラント供給装置１の管理者により設定可能である。また、この判断は、液面の高さが所定の高さまで下がった場合だけでなく、液面の高さがある高さに達した場合であってもよい。
【００３６】
詳細には、フロートスイッチ３１は、上記液面の高さを５段階で検知するように設定される。具体的には、フロートスイッチ３１は、液面高さが高い順に「満水」、「上限」、「クリーン供給１」、「クリーン供給２」及び「下限」という５段階のレベルで液面の高さを検知する。フィルタ２２を稼働させるレベルは、「上限」レベル、「クリーン供給１」レベル及び「クリーン供給２」レベルであり、「上限」レベルに液面高さがあるときはフィルタ２２の稼働台数は０台であるとする。また、「クリーン供給１」レベルに液面高さがあるときは、フィルタ２２の稼働台数はフィルタ２２の全稼働可能台数の半数であり、「クリーン供給２」レベルに液面高さがあるときはフィルタ２２の稼働台数は全台数であるとする。
ここで、フィルタ２２は、液面高さが「上限」レベル又は「クリーン供給１」レベルにあるときを中心として稼働するため、頻繁に稼働するフィルタ２２と稼働しないフィルタ２２との間に稼働時間の差が出る場合がある。そこで、一次クーラント制御部１４はタイマ（図示せず）を備え、稼働するフィルタ２２の台数をレベルに合わせて一定に保持しながら、実際に稼働するフィルタ２２をタイマ設定により一定時間毎に順番に稼働させることが好ましい。これにより、フィルタ２２の劣化等の偏りを抑制して、フィルタ２２の性能の確保と長寿命化を図ることができる。
また、「クリーン供給１」レベル及び「クリーン供給２」レベル時のフィルタ２２の稼働台数を二次クーラント制御部５０により設定可能とすることが好ましい。工作機械６０及び二次ポンプ４２の稼働台数やクーラントの使用流量によって、二次クーラントタンク３０内の液面変動が異なるためである。「クリーン供給１」レベル及び「クリーン供給２」レベル時の設定台数を決定できることにより、必要なときだけフィルタ２２を稼働させることができる。
【００３７】
ステップＳ１２では、二次クーラント制御部５０はフィルタ２２の稼働台数を決定する。稼働台数を決定するには、フィルタ２２の濾過流量及び現在の稼働台数、工作機械６０で使用されるクーラント量及び工作機械６０の稼働台数に応じて決定される。
【００３８】
ステップＳ１３では、フィルタ２２を始動又は停止させる。フィルタ２２を始動させるには、詳細には、二次クーラント制御部５０は、まず、上流側開閉バルブ２３を開ける。これにより、フィルタ２２に一次クーラントタンク１１内のクーラントが供給される。
次に、二次クーラント制御部５０は、稼働させるフィルタ２２に始動信号を送信してフィルタ２２を始動させて濾過を開始させる。本実施形態では、サイクロン式のフィルタを使用するので、分離精度が所定のレベルに上がるまで所定時間を要する。したがって、この状態では下流側開閉バルブ２４を閉じた状態とし、分離精度の低い状態で濾過されたクーラントを二次クーラントタンク３０に供給しない。このとき、フィルタ２２を通過したクーラントはフィルタ２２の排出流路２２１を通ってクーラント回収トラフ６１に導出される。
また、フィルタ２２を停止させるには、二次クーラント制御部５０は、停止させるフィルタ２２に停止信号を送信してフィルタ２２の稼働を停止させると共に、当該フィルタ２２が停止することを意味する信号を一次クーラント供給部１０の一次クーラント制御部１４に送信する。
【００３９】
ステップＳ１４では、二次クーラント制御部５０は、所定時間が経過したか否かを判別する。この所定時間は、フィルタ２２が始動してからの経過時間である。二次クーラント制御部５０は所定時間が経過した場合にはステップＳ１５に移り、所定時間が経過しない場合は、このまま待機する。すなわち、フィルタ２２の分離精度が所定のレベルに上がるまでステップＳ１３の状態を維持する。
【００４０】
ステップＳ１５では、二次クーラント制御部５０は下流側開閉バルブ２４をオンにして開けた状態にし、フィルタ２２を通過したクーラントを二次クーラントタンク３０に供給する。
【００４１】
ステップＳ１６では、二次クーラント制御部５０は、工作機械６０にクーラントを供給するか否かを判別する。この場合、二次クーラント制御部５０は、複数ある工作機械６０それぞれの工作機械制御部６０１から工作機械６０が稼働を開始する旨の信号を受信したか否かを判別する。そして、工作機械制御部６０１から稼働開始の信号を受信した場合には、ステップＳ１７に移る。また、工作機械制御部６０１から稼働開始の信号を受信せず、クーラントを供給しない場合には、ステップＳ１０に戻る。
【００４２】
ステップＳ１７では、二次クーラント制御部５０は、クーラントを供給する工作機械６０に連通する二次供給管４１に設けられた二次ポンプ４２に始動信号を送信し、二次ポンプ４２の稼働を開始して、クーラントを供給する工作機械６０の工作機械制御部６０１にクーラントの供給が開始可能である旨の信号を送信する。この処理が終了した場合には、ステップＳ１０に移る。
なお、二次クーラント制御部５０からクーラントの供給を開始可能である旨の信号を受信した工作機械部６の工作機械制御部６０１は、信号を受信した工作機械６０の工作機械制御部６０１は、開閉バルブ６０２を開けた状態とし、当該工作機械６０にクーラントの供給を開始する。
【００４３】
本実施形態によれば、フィルタ２２を複数備え、フィルタ２２ごとに一次供給管２１を備えて一次クーラントタンク１１と二次クーラントタンク３０とを個別に連通するとしたので、フィルタ２２の稼働台数をこまめに制御して二次クーラントタンク３０への流入流量を制御することができる。
【００４４】
本実施形態によれば、二次クーラントタンク３０には検知装置としてのフロートスイッチ３１を設け、二次クーラント制御部５０は、フロートスイッチ３１が検知した二次クーラントタンク３０の液面の高さに応じてフィルタ２２の稼働台数を制御する。これにより、二次クーラントタンクのオーバーフローを防止することができるとともに、従来オーバーフローにかかっていたエネルギーロスをなくすことができる。
【００４５】
本実施形態によれば、工作機械６０ごとに二次供給管４１及び二次ポンプ４２を備えるので、稼働している工作機械６０に連通する二次供給管４１の二次ポンプ４２のみ稼働させて、他の二次ポンプ４２を停止させればよいので、使用するクーラントの量を効率的に制御するとともに、二次ポンプ４２等を稼働するためのエネルギーを抑制することができ、省エネルギー化に寄与することができる。
【００４６】
本実施形態によれば、二次ポンプ４２と工作機械６０との間に開閉バルブ６０２を備えたので、工作機械６０において自動工具交換装置が稼働中の場合には、開閉バルブ６０２をオフにして閉じた状態とすることができる。このため、工作機械６０において一時的にクーラントを使用しない場合があっても、クーラントを棄てる必要が無い。一方で、圧力センサ４３により二次供給管４１内の圧力を常時監視して二次ポンプ４２のインバータ４４にフィードバックしており、インバータ４４を通じて二次クーラント制御部５０が二次ポンプ４２の回転数を制御することができる。このため、開閉バルブ６０２をオフの状態であったり、クーラントの消費量が低い場合であったりしても最適な圧力に維持したりするなど、こまめな調整をすることができる。また、二次ライン４０において、常に高圧で維持する必要が無いので、二次供給管４１内のクーラントの温度が上昇することを抑制することができる。
【００４７】
本実施形態によれば、複数のフィルタ２２を備える。このフィルタ２２は、サイクロン式のフィルタである。サイクロン式のフィルタは基本的にメンテナンスフリーとすることができるが、十分な濾過精度が得られるまでは稼働開始から多少の時間を要する。しかし、複数のフィルタ２２を備えるため、複数のフィルタ２２を、時間差を設けて稼働開始させることにより、段階的に二次クーラントタンク３０に濾過したクーラントの供給を開始させることができ、全体として稼働開始のために要する時間を短縮することができる。
【００４８】
本実施形態によれば、複数のフィルタ２２それぞれについて、下流側に下流側開閉バルブ２４を備えた。これにより、フィルタ２２の濾過精度が低い状態のときにフィルタ２２を通過したクーラントが二次クーラントタンク３０に流入することを防止することができる。このため、二次クーラントタンク３０内に固形粒子等の不純物が堆積することを防止し、二次クーラントタンク３０のメンテナンス頻度を低減することができる。
【００４９】
本実施形態によれば、フィルタ２２を複数備え、フィルタ２２ごとに一次供給管２１を備えるとしたので、一次供給管２１にクーラントを供給する一次ポンプ１３や、フィルタ２２は、単一のラインしかない場合よりも容量が小さいものを使用することができる。また、二次供給管４１も工作機械６０ごとに設け、二次ポンプ４２も個別に設けたので、二次ポンプ４２は、単一のラインしかない場合よりも小さい容量のものを使用することができる。さらには、二次クーラント制御部５０によりこまめに一次ポンプ１３や二次ポンプ４２の回転数や稼働台数を制御することができるので、全体として使用するエネルギーの省力化をすることができる。
【００５０】
本実施形態によれば、複数のフィルタ２２それぞれの排出口からクーラント回収トラフ６１にクーラントを流入させる排出流路２２１を備え、また、複数のフィルタ２２それぞれの排出口に連通する排出流路２２１にそれぞれドレインバルブ２２２を設けた。これにより、クーラントを高圧で流した状態でドレインバルブ２２２を開閉してフラッシングすることにより、フィルタ２２が分離したクーラントの不純物が排出流路２２１に堆積するのを防止することができる。
さらには、排出流路２２１は、クーラント回収トラフ６１の上流側にクーラントを導出されるように形成される。これにより、排出流路２２１に堆積したクーラントをクーラント回収トラフ６１に押し流すと共に、クーラント回収トラフ６１に堆積した工作機械６０の加工滓もまた、一次クーラントタンク１１側に押し流すことができる。
また、この場合、ドレインバルブ２２２よりクーラントの流量を調節することが可能であるので、排出流路２２１及びクーラント回収トラフ６１に堆積した不純物や加工滓を押し流す分だけのクーラントを、排出流路２２１やクーラント回収トラフ６１に流すよう調節することができるので、クーラント供給装置１においてメンテナンスに使用されるクーラントも節約することが可能である。
【００５１】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は、本発明に含まれるものである。
【００５２】
本実施形態においては、２つのフィルタ２２及び工作機械６０を図示しているがこれに限らず２つ以上のフィルタ２２及び工作機械６０を設けることができる。したがって、一次側ライン２０の各構成（一次供給管２１や一次ポンプ１３等）もフィルタ２２の台数に応じて設けられ、二次ライン４０の各構成（二次供給管４１や二次ポンプ４２等）も工作機械６０の台数に応じて設けられる。
【００５３】
本実施形態においては、二次ポンプ４２はインバータ４４を備えるとしたがこれに限らない。例えば、インバータ４４を備えず、二次クーラント制御部５０が直接二次ポンプ４２を制御するとしてもよい。この場合、圧力センサ４３が測定した圧力のデータは、二次クーラント制御部５０に送信される。
【符号の説明】
【００５４】
１ クーラント供給装置
２ 二次クーラント供給部
６ 工作機械部
１０ 一次クーラント供給部
１１ 一次クーラントタンク
１２ 一次フィルタ
１３ 一次ポンプ
２０ 一次側ライン
２１ 一次供給管
２２ フィルタ
２３ 上流側開閉バルブ
２４ 下流側開閉バルブ
３０ 二次クーラントタンク
３１ フロートスイッチ
４０ 二次ライン
４１ 二次供給管
４２ 二次ポンプ
４３ 圧力センサ
４４ インバータ
６０ 工作機械
６１ クーラント回収トラフ
２２１ 排出流路
２２２ ドレインバルブ
６０２ 開閉バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の工作機械にクーラントを供給するクーラント供給装置であって、
使用済みの前記クーラントが貯留される一次クーラントタンクと、
前記一次クーラントタンクに貯留された前記クーラントの不純物を分離する複数のサイクロン式濾過装置と、
前記複数のサイクロン式濾過装置を通過した前記クーラントが貯留される二次クーラントタンクと、
前記一次クーラントタンク及び前記二次クーラントタンクを連通し、前記複数の濾過装置ごとにそれぞれ設けられる複数の一次クーラント供給管と、
前記二次クーラントタンクから前記複数の工作機械ごとにそれぞれ設けられる複数の二次クーラント供給管と、
前記複数の二次クーラント供給管それぞれに設けられ、前記二次クーラントタンクから前記クーラントを供給する供給圧力を制御する複数の供給ポンプと、
前記二次クーラントタンクにおける前記クーラントの液面を検知する検知装置と、
前記複数の供給ポンプ及び前記複数のサイクロン式濾過装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記検知装置が検知した前記液面に応じて前記複数のサイクロン式濾過装置を個別に始動又は停止させることを特徴とするクーラント供給装置。
【請求項１】
複数の工作機械にクーラントを供給するクーラント供給装置であって、
使用済みの前記クーラントが貯留される一次クーラントタンクと、
前記一次クーラントタンクに貯留された前記クーラントの不純物を分離する複数のサイクロン式濾過装置と、
前記複数のサイクロン式濾過装置を通過した前記クーラントが貯留される二次クーラントタンクと、
前記一次クーラントタンク及び前記二次クーラントタンクを連通し、前記複数の濾過装置ごとにそれぞれ設けられる複数の一次クーラント供給管と、
前記二次クーラントタンクから前記複数の工作機械ごとにそれぞれ設けられる複数の二次クーラント供給管と、
前記複数の二次クーラント供給管それぞれに設けられ、前記二次クーラントタンクから前記クーラントを供給する供給圧力を制御する複数の供給ポンプと、
前記二次クーラントタンクにおける前記クーラントの液面を検知する検知装置と、
前記複数の供給ポンプ及び前記複数のサイクロン式濾過装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記検知装置が検知した前記液面に応じて前記複数のサイクロン式濾過装置を個別に始動又は停止させることを特徴とするクーラント供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−３１３４１（Ｐ２０１１−３１３４１Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８０４８４（Ｐ２００９−１８０４８４）
【出願日】平成２１年８月３日（２００９．８．３）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【出願人】（０００２２６００２）株式会社ニクニ (25)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月３日（２００９．８．３）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【出願人】（０００２２６００２）株式会社ニクニ (25)
【Ｆターム（参考）】
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