JP4240566B2 - クーラント浄化システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の加工点に供給されてその部分の冷却と潤滑に供されるクーラントを浄化するためのクーラント浄化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、歯車研削盤等の工作機械においては、油性又は水溶性クーラントが加工点（研削点）に供給されてその部分の冷却及び潤滑に供されるが、このクーラントは閉ループ経路を循環して繰り返し使用されるため、ワークに高い表面品位を確保するためにはクーラントに含まれる切屑やゴミ等の異物を除去してクーラントを浄化する必要がある。
【０００３】
そこで、従来は図１５に示すようにクーラントの循環経路の途中に遠心フィルタ１９０を設け、例えば歯車研削盤１０１の砥石Ｇと歯車Ｗとの研削点の潤滑と冷却に供されてベッドＢ上に落下したクーラントを遠心フィルタ１９０に導き、このクーラントに含まれる研削屑やゴミ等の異物を遠心フィルタ１９０によって分離除去し、遠心フィルタ１９０によって浄化されてタンク１９５内に溜ったクーラントをポンプ２００によって歯車研削盤１０１に供給して研削点の潤滑と冷却に供することが行われていた。
【０００４】
又、図示しないが、クーラントの循環経路の途中に珪藻土フィルタを設け、この珪藻土フィルタにクーラントを通過させてこれに含まれる切屑やゴミ等の異物を除去することも行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、遠心フィルタによる異物の捕捉率は低く、遠心フィルタを用いたクーラント浄化システムによってはクーラントの浄化度を高く保つことは不可能であった。
【０００６】
ところで、クーラントの清浄度（汚染度）を示す１つの指標としてＮＡＳ等級があるが、このＮＡＳ等級はフィルタに捕獲された汚染粒子の大きさと数をイメージアナライザによってコンピュータで自動的にカウントし、その汚染粒子の大きさと数に基づいて汚染度を等級で表すものであり、その値が大きい程汚染度が高くなる。
【０００７】
ここで、図１６に遠心フィルタによって浄化されたクーラントのＮＡＳ等級を各汚染粒径範囲に対して示すが、同図から明らかなように、遠心フィルタは切屑等の異物を十分捕捉することができず、全粒子径範囲に亘ってＮＡＳ等級が高い値を示す。
【０００８】
これに対して、図１７に珪藻土フィルタによって浄化されたクーラントのＮＡＳ等級を各汚染粒径範囲に対して示すが、同図から明らかなように、珪藻土フィルタは遠心フィルタに比して異物の捕捉率が良く、特に粒径５０μｍ以上の異物はほぼ確実に捕捉することができる。
【０００９】
ところが、珪藻土フィルタを用いる方式では、装置が大型化及び高コスト化するとともに、メンテナンス（例えば、逆洗作業や使い捨てフィルタの交換作業）に多大な手間と費用を要する他、切屑や珪藻土等の大量の異物を搬送するためのポンプに故障が発生し易いという問題があった。
【００１０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、低コストとフィルタ寿命の延長を図りつつ、クーラントの清浄度を高めることができるクーラント浄化システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、閉ループ経路を循環して工作機械の加工点の冷却と潤滑に供されるクーラントに含まれる異物を除去してこれを浄化するクーラント浄化システムであって、前記クーラントの循環経路中にマグネットセパレータ、バッグフィルタ及び深層フィルタをクーラントの流れ方向に沿ってこの順に配置し、前記マグネットセパレータと前記バッグフィルタとの間に１次タンクを介設し、該１次タンクに浮遊物除去装置を設け、前記深層フィルタと前記工作機械との間に２次タンクを介設し、該２次タンクへの前記クーラントの入口配管の出口を前記２次タンク内下部であって該２次タンクの側壁に沿う方向に向けて開口させ、前記２次タンクの底面をすり鉢状として該すり鉢状の中央部に前記工作機械へ連なる排出口を設け、前記入口配管の出口から前記クーラントを噴出させて前記２次タンク内に前記クーラントの旋回流を発生させることによって前記２次タンクの底面中央部に異物を集め、この異物を前記２次タンク外へ排出するように構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記マグネットセパレータと前記バッグフィルタとの間に１次ポンプを介設し、マグネットセパレータへ入る前記クーラントの流量Ｑ１よりも前記１次ポンプによる前記クーラントの吸引流量Ｑ２を大きく設定したことを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記マグネットセパレータと前記バッグフィルタとの間に１次タンクを介設するとともに、前記深層フィルタと前記工作機械との間に２次タンクを介設し、研削時・非研削時に拘らず、常時、前記１次ポンプを駆動することによって前記マヤグネットセパレータとバッグフィルタ及び深層フィルタによって前記１次タンク内の前記クーラントを常時浄化することを特徴とする。
【００１６】
従って、本発明によれば、クーラントに含まれる汚染粒子が先ず希土マグネットセパレータによって荒取りされ、残った汚染粒子は次のバッグフィルタによって中取りされ、最終的に残った微細な汚染粒子が最終的に深層フィルタによって仕上げ取りされるため、深層フィルタの負荷が軽減され、そのメッシュを細かくして濾過精度を高めることができ、クーラントの浄化度を高めて製品に高い表面品位を確保することができる。
【００１７】
又、装置の大型化と高コスト化を招く珪藻土フィルタを使用しないため、当該クーラント浄化システムの低コスト化を実現することができるとともに、フィルタ寿命を延ばすことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本発明に係るクーラント浄化システムを備えるクーラント循環システムの構成図、図２はクーラント浄化システムのフィルタ装置の構成図である。
【００２０】
本実施の形態に係るクーラント循環システムは、ワークである歯車Ｗの歯面を研削仕上するための歯車研削盤１の研削部である砥石Ｇと歯車Ｗにクーラントを供給してこれを研削部の潤滑と冷却及びベッドＢ上に落下した綿状の研削屑や付着したゴミ等の清掃に供するとともに、これらに供されたクーラントを本発明に係るクーラント浄化システムによって浄化する作用を繰り返してクーラントを閉ループを構成する経路中を連続的に循環せしめるものである。
【００２１】
ところで、クーラントの流れ方向において歯車研削盤１の下流側であって、且つ、歯車研削盤１よりも低い位置には、本発明に係るクーラント浄化システムの一部を構成する希土マグネットセパレータ２が配置されており、この希土マグネットセパレータ２の下方には１次タンク３が設置され、該１次タンク３の近傍にはオイルクーラ４を備えた２次タンク５が設置されている。
【００２２】
上記１次タンク３の下部からは２本のパイプ６，７が導出しており、一方のパイプ６の端部は前記歯車研削盤１のベッドＢの上方に開口し、他方のパイプ７は本発明に係るクーラント浄化システムの一部を構成するフィルタ装置８に接続されている。そして、一方のパイプ６の途中には開閉弁９、ベッド洗浄ポンプ１０、逆止弁１１、圧力計１２、流量調整弁１３及び開閉弁１４がクーラントの流れ方向に沿って順次設けられており、パイプ７の途中から分岐するパイプ１５の端部には洗浄ガン１６が取り付けられ、パイプ１５の途中には開閉弁１７が設けられている。又、他方のパイプ７の途中には開閉弁１８、１次ポンプ１９、逆止弁２０、圧力計２１及び流量調整弁２２がクーラントの流れ方向に沿って順次設けられている。
【００２３】
ところで、前記１次タンク３には、内部に貯留されているクーラントの表面に浮遊する研削等の異物を除去するための浮遊物除去装置（以下、Ｑポットと称する）２３が設けられており、このＱポット２３から導出する吸引パイプ２４は歯車研削盤１のベッドＢの上方に開口している。そして、この吸引パイプ２４の途中にはＱポットポンプ２５、開閉弁２６、呼水ジョウゴ２７及び流量調整弁２８が設けられている。
【００２４】
ここで、前記フィルタ装置８の構成の詳細を図２に基づいて説明する。
【００２５】
フィルタ装置８は前記パイプ７に対して並列に接続された３つのバッグフィルタ２９とこれらの下流側（クーラントの流れ方向に対して下流側）に設けられた深層フィルタ３０を有しており、各バッグフィルタ２９の下端中央部から導出するパイプ３１はパイプ３２とドレンパイプ３３を接続するパイプ３４の途中に接続され、パイプ３２は前記深層フィルタ３０の入口側に接続されている。尚、パイプ３２の途中には圧力計３５、圧力センサ３６及び開閉弁３７が設けられている。
【００２６】
又、各バッグフィルタ２９の上部には工場エアーを供給するパイプ３８が接続されており、このパイプ３８の途中には開閉弁３９、水抜き４０及び脱油弁４１が設けられている。
【００２７】
他方、前記深層フィルタ３０の出口側から導出するパイプ４２は前記２次タンク５に接続されており、その途中には開閉弁４３、圧力計４４及び圧力センサ４５が設けられている。尚、パイプ７とパイプ４２及びパイプ３２とパイプ４２はそれぞれバイパスパイプ４６，４７によって接続されており、それらの途中にはバイパス弁４８，４９がそれぞれ設けられている。
【００２８】
又、深層フィルタ３０から導出するドレンパイプ５０は前記１次タンク３に接続されており、その途中には開閉弁５１が設けられている（図１参照）。そして、深層フィルタ３０から導出するエアー抜きパイプ５２は前記希土マグネットセパレータ２に接続され、その途中には開閉弁５３が設けられている。
【００２９】
更に、前記ドレンパイプ３３の端部には前記１次タンク２の上方に開口する拡散管５４が取り付けられており、ドレンパイプ３３の途中には開閉弁５５が設けられている。
【００３０】
ところで、図１に示すように、前記２次タンク５の下端部中央から導出するパイプ５６は前記歯車研削盤１の砥石Ｇと歯車Ｗとの研削点の上方に開口しており、その途中には開閉弁５７、２次ポンプ５８、逆止弁５９、圧力計６０、流量調整弁６１及び圧力計６２がクーラントの流れ方向に沿って順次設けられている。
【００３１】
ここで、２次タンク５内には撹拌羽根６３と下限異常レベルセンサ６４が設けられており、その上部から導出するオーバーフローホース６５は前記１次タンク３の上方に開口している。
【００３２】
而して、本発明に係るクーラント浄化システムはクーラントの流れ方向に沿って配置された前記希土マグネットセパレータ２とバッグフィルタ２９及び深層フィルタ３０を含んで構成されるが、ここで、希土マグネットセパレータ２とバッグフィルタ２９及び深層フィルタ３０について概説する。
【００３３】
希土マグネットセパレータ２は不図示のモータによって回転駆動されるマグネットローラ７０（図１参照）の磁力によって大きさ１００μｍ以上の研削屑等の磁性粒子を捕捉してこれを回収するものである。
【００３４】
又、前記バッグフィルタ２９は合成繊維製の不織布又は織布によって袋状に成形されたフィルタであって、長繊維状の切屑が出ない範囲で極力少ない本数及び粗いメッシュとすべきである。本実施の形態では、メッシュ４０μｍのバッグフィルタ２９を３本用いた。
【００３５】
更に、前記深層フィルタ３０は合成繊維製の不織布又は織布によって層状に成形されたフィルタであって、外層が粗く、内層に向かって細かくなっている。従って、大きな研削等はフィルタと外筒との間に溜り、フィルタを抜いただけでは切屑等の異物を取り出すことができない。しかし、細かく粒状の切屑等はフィルタの各層の中に入り込むため、この深層フィルタ３０にはバッグフィルタ２９のような袋状の大きな容積は不要であり、むしろ小径の円筒を多数設けて大きな面積を確保しつつ、全体としてコンパクト化することができる。この深層フィルタ３０において珪藻土フィルタ並の浄化度を得るためにはフィルタのメッシュを１５μｍとすることが必要であることが実験的に確かめられた。
【００３６】
次に、前記１次タンク３部分の構成を図３〜図５に基づいて説明する。尚、図３及び図４は１次タンク３の部分断面図、図５はＱポット２３の断面図である。
【００３７】
図３に示すように、１次タンク３内には希土マグネットセパレータ２側に取り付けられたジョウゴ上７５が下方に向かって開口しており、このジョウゴ上７５の下方であって、１次タンク３の底面上には上方に向かって開口するジョウゴ下７６が設けられている。
【００３８】
そして、上記ジョウゴ下７６の側部に形成された開口部には前記パイプ７（図１参照）が接続されており、前記１次ポンプ１９によって吸引されるクーラントの流量Ｑ２は希土マグネットセパレータ２に入るクーラントの流量Ｑ１よりも大きく（Ｑ２＞Ｑ１）設定されている。
【００３９】
尚、変形例として図４に示すように、下方に向かって先細のテーパ管状のジョウゴ上７５と上方に向かって拡径するテーパ管状のジョウゴ下７６とを一部がオーバーラップするようにしてしても良い。そして、この場合も１次ポンプ１９によって吸引されるクーラントの流量Ｑ２を希土マグネットセパレータ２に入るクーラントの流量Ｑ１よりも大きく（Ｑ２＞Ｑ１）設定している。
【００４０】
又、前記Ｑポット２３の構成の詳細は図５に示されるが、該Ｑポット２３はリング状のフロート７７を有しており、前記吸引パイプ２４の下端部に取り付けられたボトムプレート７８とフロート７７とは伸縮自在な蛇腹状の隔壁７９で連結されている。そして、吸引パイプ２４の下端部には隔壁７９の内部に開口する円孔２４ａが形成されており、前記Ｑポットポンプ２５（図１参照）が駆動されると、クーラントの表面に浮遊している研削屑等の異物はクーラントと共にＱポット２３のフロート７７の内側から隔壁７９内に流入し、クーラントと共に吸引パイプ２４の円孔２４ａから吸引されて歯車研削盤１のベッドＢに供給され、この異物と共に供給されるクーラントによってベッドＢが洗浄される。このように、１次タンク３内のクーラントの表面に浮遊する異物はＱポット２３によって捕獲され、少なくとも歯車研削盤１の砥石Ｇと歯車Ｗとの研削点に供給されることがない。
【００４１】
ところで、１次タンク３内のクーラントの表面に浮遊する切屑等の異物をＱポット２３に寄せてその捕捉率を高める工夫として例えば図６〜図８に示す方式が考えられる。
【００４２】
即ち、図６の平面図に示す例では、希土マグネットセパレータ２下部の排出口２ａの向きを調整して図示矢印方向の流れを発生させ、その流れの末端部にＱポット２３を設置している。
【００４３】
又、図７に示す例では、付帯装置として必須のミスト捕集装置８０のドレン口の正圧を利用してドレンとエアーをホース８１から１次タンク３のクーラント表面に吹き付け、これによってクーラント表面に浮遊する異物をＱポット２３に吹き寄せるようにしている。この方式によれば、既設のミスト捕集装置８０を有効利用するために余分なエネルギーを消費することなく所期の目的を達成することができる。
【００４４】
更に、図８に示す例では、２次タンク５からオーバーフローホース６５を経て１次タンク３にオーバーフローするクーラントの流れによってクーラント表面の異物をＱポット２３に吹き寄せるようにしており、この方式によっても余分なエネルギーを消費することなく所期の目的を達成することができる。
【００４５】
ところで、図９に示すように、２次タンク５は上方が開口する矩形ボックス状に成形され、その底面は中央が低いすり鉢状に形成され、その中央部に前記パイプ５６（図１参照）が接続されている。
【００４６】
そして、２次タンク５内下部の四隅には前記パイプ４２に連なる４本の入口配管８２が図示方向（一回転方向に側壁に平行な方向）に開口しており、パイプ４２から供給されるクーラントは４本の入口パイプ８２から２次タンク５内の底部に図示矢印方向に向かって噴出されて２次タンク５内に旋回流を発生される。尚、このクーラントの旋回流の方向と前記撹拌羽根６３（図１参照）の回転方向とを一致させておけば、２次タンク５内にクーラントの一層強い旋回流を発生されることができる。
【００４７】
而して、２次タンク５の底面をすり鉢状として中央部にパイプ５６を接続するとともに、２次タンク５内にクーラントの旋回流を発生させることによって２次タンク５の底面中央部に異物を集め、この異物を強制的に２次タンク５外へ排出することができ、この結果、２次タンク５の清掃の頻度が低く抑えられる。
【００４８】
ここで、前記拡散管５４（図２参照）の構成の詳細を図１０に示す。
【００４９】
即ち、図１０は１次タンク３の部分断面図であり、図示のように１次タンク３の側壁の内側には拡散管５４が取り付けられており、この拡散管５４は下方が開口して下方に向かって開くテーパ管状に成形され、その中心部にはプラグ８３が結着されている。そして、このプラグ８３には４つの円孔８３ａが形成されており、該プラグ８３にはエルボ８４及び継手８５を介して前記パイプ３３が接続されている。
【００５０】
次に、以上の構成を有するクーラント循環システムの作用を説明する。
【００５１】
２次ポンプ５８が駆動されると、２次タンク５内のクーラントはパイプ５６を経て歯車研削盤１の砥石Ｇと歯車Ｗとの研削点に供給されて研削点の潤滑と冷却に供された後、研削によって発生した綿状の研削屑と共にベッドＢ上に落下する。
【００５２】
又、同時にベッド洗浄ポンプ１０とＱポットポンプ２５が駆動されると、１次タンク３内のクーラントはそれぞれパイプ６，２４を経て歯車研削盤１のベッドＢ上に供給され、ベッドＢに付着したゴミや落下した研削屑等の異物を洗い流す。
【００５３】
而して、ベッドＢ上のクーラントは研削屑等の異物と共に希土マグネットセパレータ２に導入され、希土マグネットセパレータ２においては、クーラントに含まれる大きさ１００μｍ以上の研削屑等の磁性粒子がマグネットローラ７０の磁力によって荒取りされて回収される。
【００５４】
ここで、希土マグネットセパレータ２によるクーラントの浄化度を図１１に示すが、同図に示すように希土マグネットセパレータ２によって１００μｍ以上の径の異物が効果的に捕捉され、粒子径５〜１００μｍについての浄化度はＮＡＳ等級で１２〜１６級となる。
【００５５】
ところで、精密濾過を実現するためにはフィルタ装置８のバッグフィルタ２９と深層フィルタ３０の寿命が最大の問題となるため、本実施の形態ではフィルタ装置８の前段にメンテナンスフリーの希土マグネットセパレータ２を配置し、この希土マグネットセパレータ２の捕捉率を高めるよう工夫した。
【００５６】
即ち、一般に粒子の捕捉率は流速に反比例して上がり、磁石による磁性体の吸引力は距離の２乗に反比例して上がるため、本実施の形態ではクーラントの流速を下げるためにクーラントの流量を２４０ｌ／ｍｉｎに増やすとともに、マグネットローラ７０の隙間を９ｍｍから５ｍｍに縮小した。
【００５７】
ここで、図１２に標準隙間９ｍｍでの流量６０，１２０，２４０ｌ／ｍｉｎにおけるローラ隙間と磁性粒子の捕捉率との関係を示すが、本実施の形態（流量２４０ｌ／ｍｉｎ、隙間５ｍｍ）では、形状が綿状で結晶構造がマルテンサイトであるために磁気的に吸着し難い研削屑を捕捉率９０％の高率で捕捉することができた。この結果、フィルタ装置８のバッグフィルタ２９と深層フィルタ３０の寿命をそれぞれ２箇月、６箇月と従来のそれに比して著しく延ばすことができた。
【００５８】
而して、希土マグネットセパレータ２によって研削屑等の異物が荒取りされたクーラントは１次タンク３に流入するが、前述のように１次ポンプ１９によって１次タンク３から吸引されるクーラントの流量Ｑ２を希土マグネットセパレータ２に入るクーラントの流量Ｑ１よりも大きく（Ｑ２＞Ｑ１）設定したため、希土マグネットセパレータ２からのクーラントに１次タンク３内のクーラントが流入して両者は共に１次ポンプ１９側へ流れることとなり、少なくとも希土マグネットセパレータ２からのクーラントが１次タンク３内に漏れ出ることがないため、希土マグネットセパレータ２からのクーラントに含まれる研削屑等の異物が１次タンク３内に流出することがない。
【００５９】
又、１次タンク３内のクーラントの表面に浮遊する異物は前述のようにＱポット２３によって回収され、この異物を含んだクーラントは吸引パイプ２４を通って歯車研削盤１に供給されてベッドＢの洗浄に供され、少なくとも歯車研削盤１の砥石Ｇと歯車Ｗとの研削点に供給されることがないため、歯車Ｗに高い表面品位が確保される。
【００６０】
尚、１次タンク３内のクーラントは前述のようにパイプ６を通って或は洗浄ガン１６によってベッドＢに供給されてベッドＢの洗浄に供される。
【００６１】
ところで、１次タンク３内のクーラントは１次ポンプ１９によって吸引されてパイプ７を通ってフィルタ装置８に送られ、これに含まれる異物がバッグフィルタ２９によって中取りされ、深層フィルタ３０によって仕上げ取りされる。
【００６２】
即ち、図２に示すように、１次タンク３からのクーラントはパイプ７から各バッグフィルタ２９に導入され、各バッグフィルタ２９によって異物が中取りされる。
【００６３】
ここで、バッグフィルタ２９によるクーラントの浄化度を図１３に示すが、同図に示すようにバッグフィルタ２９によれば５０μｍ以上の径の粒子を完全に除去することができ（ＮＡＳ等級＝００）、その以下の粒子径についての浄化度はＮＡＳ等級で１１〜１２級となる。
【００６４】
そして、バッグフィルタ２９によって異物が中取りされたクーラントはパイプ３１，３４，３２を通って深層フィルタ３０に導入され、この深層フィルタ３０によって仕上げ取りがなされて更に細かい粒子が捕捉される。
【００６５】
ここで、深層フィルタ３０によるクーラントの浄化度を図１４に示すが、同図に示すように深層フィルタ３０によれば１５μｍ以上の径の粒子を完全に除去することができ（ＮＡＳ等級＝００）、その以下の粒子径についての浄化度はＮＡＳ等級で５級以下に抑えられ、従来の珪藻土フィルタ並の浄化度を得ることができる。
【００６６】
ところで、バッグフィルタ２９は袋状であって、これが目詰まりするとその内側に研削屑が数１０ｍｍの厚さでケーキ状に張り付くためにドレーンが抜けにくい。このため、バッグフィルタ２９に目詰まりが発生すると、図２に示す開閉弁３７を閉じ、開閉弁３９，５５と脱油弁４１を開いて工場エアーを各バッグフィルタ２９に供給して該工場エアーによってドレン抜きと脱油を強制的に行う。尚、各バッグフィルタ２９内のドレンはドレンパイプ３３を通って拡散管５４から１次タンク３内に導入されるが、このとき、その飛散が拡散管５４によって効果的に防がれる。
【００６７】
而して、以上のようにフィルタ装置８のバッグフィルタ２９と深層フィルタ３０によって異物が中取り及び仕上げ取りされて浄化されたクーラントはパイプ４２を通って２次タンク５に送られ、２次タンク５内のクーラントは前述のように２次ポンプ５８によってパイプ５６内を圧送されて歯車研削盤１に供給され、歯車研削盤１の砥石Ｇと歯車Ｗとの研削点に供給されて研削点の潤滑と冷却に供される。
【００６８】
以後、クーラントは以上説明したと同様の作用を繰り返し、閉ループ経路を循環する過程で本発明に係るクーラント浄化システムによって浄化されつつ、連続的に歯車研削盤１の砥石Ｇと歯車Ｗとの研削点の潤滑と冷却及びベッドＢの洗浄に供される。
【００６９】
以上において、本実施の形態に係るクーラント浄化システムにおいては、クーラントに含まれる汚染粒子が先ず希土マグネットセパレータ２によって荒取りされ、残った汚染粒子は次のバッグフィルタ２９によって中取りされ、最終的に残った微細な汚染粒子が最終的に深層フィルタ３０によって仕上げ取りされるため、深層フィルタ３０の負荷が軽減され、そのメッシュを細かくして濾過精度を高めることができ、クーラントの浄化度を高めて製品である歯車Ｗに高い表面品位を確保することができる。
【００７０】
又、本実施の形態によれば、装置の大型化と高コスト化を招く従来の珪藻土フィルタを使用しないため、当該クーラント浄化システムの低コスト化を実現することができるとともに、バッグフィルタ２９や深層フィルタ３０の寿命を延ばすことができる。
【００７１】
ところで、１次ポンプ１９の吐出圧はバッグフィルタ２９と深層フィルタ３０の耐圧強度によって制約を受けるが、２次ポンプ５８にはこのような制約がないため、該２次ポンプ５８として研削点に必要な高圧を発生する高圧タイプのものを使用することができ、又、クーラントの浄化度が高いために遠心ポンプ以外にトロコイドポンプ、ダイヤフラムポンプ、プランジャポンプ等のようにゴミに弱いポンプも使用することができ、ポンプ選定の自由度が広がるというメリットが得られる。
【００７２】
又、本実施の形態に係るクーラント浄化システムにおいては、歯車研削盤１での研削時・非研削時に拘らず、常時、１次ポンプ１９を駆動することによって希土マグネットセパレータ２とバッグフィルタ２９及び深層フィルタ３０によって１次タンク３内のクーラントを常時浄化する方式を採用している。
【００７３】
尚、以上は本発明を特に歯車研削盤のクーラント浄化システムに適用した例について述べたが、本発明は例えば等速ボールジョイントの溝研削、ホーニング、刃具研磨等に供される工作機械のクーラント浄化システムに対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【００７４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、クーラントに含まれる汚染粒子が先ず希土マグネットセパレータによって荒取りされ、残った汚染粒子は次のバッグフィルタによって中取りされ、最終的に残った微細な汚染粒子が最終的に深層フィルタによって仕上げ取りされるため、深層フィルタの負荷が軽減され、そのメッシュを細かくして濾過精度を高めることができ、クーラントの浄化度を高めて製品に高い表面品位を確保することができるという効果が得られる。
【００７５】
又、本発明によれば、装置の大型化と高コスト化を招く珪藻土フィルタを使用しないため、当該クーラント浄化システムの低コスト化を実現することができるとともに、フィルタ寿命を延ばすことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るクーラント浄化システムを備えるクーラント循環システムの構成図である。
【図２】本発明に係るクーラント浄化システムのフィルタ装置の構成図である。
【図３】１次タンクの部分断面図である。
【図４】１次タンクの部分断面図である。
【図５】Ｑポットの断面図である。
【図６】１次タンク内のクーラントの表面に浮遊する異物をＱポットに寄せてその捕捉率を高める例を示す平面図である。
【図７】１次タンク内のクーラントの表面に浮遊する異物をＱポットに寄せてその捕捉率を高める例を示す側断面図である。
【図８】１次タンク内のクーラントの表面に浮遊する異物をＱポットに寄せてその捕捉率を高める例を示す側断面図である。
【図９】２次タンクにおける入口配管を示す斜視図である。
【図１０】拡散管の構成を示す１次タンクの部分断面図である。
【図１１】希土マグネットセパレータによるクーラントの浄化度を示す図である。
【図１２】希土マグネットセパレータにおけるローラ隙間と捕捉率との関係を流量をパラメータとして示す図である。
【図１３】バッグフィルタによるクーラントの浄化度を示す図である。
【図１４】深層フィルタによるクーラントの浄化度を示す図である。
【図１５】従来のクーラント浄化システムの構成図である。
【図１６】遠心フィルタによるクーラントの浄化度を示す図である。
【図１７】珪藻土フィルタによるクーラントの浄化度を示す図である。
【符号の説明】
１ 歯車研削盤（工作機械）
２ 希土マグネットセパレータ
３ １次タンク
５ ２次タンク
１９ １次ポンプ
２３ Ｑポット（浮遊物除去装置）
２９ バッグフィルタ
３０ 深層フィルタ
５８ ２次ポンプ
７５ ジョウゴ上
７６ ジョウゴ下
８２ 入口配管
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の加工点に供給されてその部分の冷却と潤滑に供されるクーラントを浄化するためのクーラント浄化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、歯車研削盤等の工作機械においては、油性又は水溶性クーラントが加工点（研削点）に供給されてその部分の冷却及び潤滑に供されるが、このクーラントは閉ループ経路を循環して繰り返し使用されるため、ワークに高い表面品位を確保するためにはクーラントに含まれる切屑やゴミ等の異物を除去してクーラントを浄化する必要がある。
【０００３】
そこで、従来は図１５に示すようにクーラントの循環経路の途中に遠心フィルタ１９０を設け、例えば歯車研削盤１０１の砥石Ｇと歯車Ｗとの研削点の潤滑と冷却に供されてベッドＢ上に落下したクーラントを遠心フィルタ１９０に導き、このクーラントに含まれる研削屑やゴミ等の異物を遠心フィルタ１９０によって分離除去し、遠心フィルタ１９０によって浄化されてタンク１９５内に溜ったクーラントをポンプ２００によって歯車研削盤１０１に供給して研削点の潤滑と冷却に供することが行われていた。
【０００４】
又、図示しないが、クーラントの循環経路の途中に珪藻土フィルタを設け、この珪藻土フィルタにクーラントを通過させてこれに含まれる切屑やゴミ等の異物を除去することも行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、遠心フィルタによる異物の捕捉率は低く、遠心フィルタを用いたクーラント浄化システムによってはクーラントの浄化度を高く保つことは不可能であった。
【０００６】
ところで、クーラントの清浄度（汚染度）を示す１つの指標としてＮＡＳ等級があるが、このＮＡＳ等級はフィルタに捕獲された汚染粒子の大きさと数をイメージアナライザによってコンピュータで自動的にカウントし、その汚染粒子の大きさと数に基づいて汚染度を等級で表すものであり、その値が大きい程汚染度が高くなる。
【０００７】
ここで、図１６に遠心フィルタによって浄化されたクーラントのＮＡＳ等級を各汚染粒径範囲に対して示すが、同図から明らかなように、遠心フィルタは切屑等の異物を十分捕捉することができず、全粒子径範囲に亘ってＮＡＳ等級が高い値を示す。
【０００８】
これに対して、図１７に珪藻土フィルタによって浄化されたクーラントのＮＡＳ等級を各汚染粒径範囲に対して示すが、同図から明らかなように、珪藻土フィルタは遠心フィルタに比して異物の捕捉率が良く、特に粒径５０μｍ以上の異物はほぼ確実に捕捉することができる。
【０００９】
ところが、珪藻土フィルタを用いる方式では、装置が大型化及び高コスト化するとともに、メンテナンス（例えば、逆洗作業や使い捨てフィルタの交換作業）に多大な手間と費用を要する他、切屑や珪藻土等の大量の異物を搬送するためのポンプに故障が発生し易いという問題があった。
【００１０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、低コストとフィルタ寿命の延長を図りつつ、クーラントの清浄度を高めることができるクーラント浄化システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、閉ループ経路を循環して工作機械の加工点の冷却と潤滑に供されるクーラントに含まれる異物を除去してこれを浄化するクーラント浄化システムであって、前記クーラントの循環経路中にマグネットセパレータ、バッグフィルタ及び深層フィルタをクーラントの流れ方向に沿ってこの順に配置し、前記マグネットセパレータと前記バッグフィルタとの間に１次タンクを介設し、該１次タンクに浮遊物除去装置を設け、前記深層フィルタと前記工作機械との間に２次タンクを介設し、該２次タンクへの前記クーラントの入口配管の出口を前記２次タンク内下部であって該２次タンクの側壁に沿う方向に向けて開口させ、前記２次タンクの底面をすり鉢状として該すり鉢状の中央部に前記工作機械へ連なる排出口を設け、前記入口配管の出口から前記クーラントを噴出させて前記２次タンク内に前記クーラントの旋回流を発生させることによって前記２次タンクの底面中央部に異物を集め、この異物を前記２次タンク外へ排出するように構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記マグネットセパレータと前記バッグフィルタとの間に１次ポンプを介設し、マグネットセパレータへ入る前記クーラントの流量Ｑ１よりも前記１次ポンプによる前記クーラントの吸引流量Ｑ２を大きく設定したことを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記マグネットセパレータと前記バッグフィルタとの間に１次タンクを介設するとともに、前記深層フィルタと前記工作機械との間に２次タンクを介設し、研削時・非研削時に拘らず、常時、前記１次ポンプを駆動することによって前記マヤグネットセパレータとバッグフィルタ及び深層フィルタによって前記１次タンク内の前記クーラントを常時浄化することを特徴とする。
【００１６】
従って、本発明によれば、クーラントに含まれる汚染粒子が先ず希土マグネットセパレータによって荒取りされ、残った汚染粒子は次のバッグフィルタによって中取りされ、最終的に残った微細な汚染粒子が最終的に深層フィルタによって仕上げ取りされるため、深層フィルタの負荷が軽減され、そのメッシュを細かくして濾過精度を高めることができ、クーラントの浄化度を高めて製品に高い表面品位を確保することができる。
【００１７】
又、装置の大型化と高コスト化を招く珪藻土フィルタを使用しないため、当該クーラント浄化システムの低コスト化を実現することができるとともに、フィルタ寿命を延ばすことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本発明に係るクーラント浄化システムを備えるクーラント循環システムの構成図、図２はクーラント浄化システムのフィルタ装置の構成図である。
【００２０】
本実施の形態に係るクーラント循環システムは、ワークである歯車Ｗの歯面を研削仕上するための歯車研削盤１の研削部である砥石Ｇと歯車Ｗにクーラントを供給してこれを研削部の潤滑と冷却及びベッドＢ上に落下した綿状の研削屑や付着したゴミ等の清掃に供するとともに、これらに供されたクーラントを本発明に係るクーラント浄化システムによって浄化する作用を繰り返してクーラントを閉ループを構成する経路中を連続的に循環せしめるものである。
【００２１】
ところで、クーラントの流れ方向において歯車研削盤１の下流側であって、且つ、歯車研削盤１よりも低い位置には、本発明に係るクーラント浄化システムの一部を構成する希土マグネットセパレータ２が配置されており、この希土マグネットセパレータ２の下方には１次タンク３が設置され、該１次タンク３の近傍にはオイルクーラ４を備えた２次タンク５が設置されている。
【００２２】
上記１次タンク３の下部からは２本のパイプ６，７が導出しており、一方のパイプ６の端部は前記歯車研削盤１のベッドＢの上方に開口し、他方のパイプ７は本発明に係るクーラント浄化システムの一部を構成するフィルタ装置８に接続されている。そして、一方のパイプ６の途中には開閉弁９、ベッド洗浄ポンプ１０、逆止弁１１、圧力計１２、流量調整弁１３及び開閉弁１４がクーラントの流れ方向に沿って順次設けられており、パイプ７の途中から分岐するパイプ１５の端部には洗浄ガン１６が取り付けられ、パイプ１５の途中には開閉弁１７が設けられている。又、他方のパイプ７の途中には開閉弁１８、１次ポンプ１９、逆止弁２０、圧力計２１及び流量調整弁２２がクーラントの流れ方向に沿って順次設けられている。
【００２３】
ところで、前記１次タンク３には、内部に貯留されているクーラントの表面に浮遊する研削等の異物を除去するための浮遊物除去装置（以下、Ｑポットと称する）２３が設けられており、このＱポット２３から導出する吸引パイプ２４は歯車研削盤１のベッドＢの上方に開口している。そして、この吸引パイプ２４の途中にはＱポットポンプ２５、開閉弁２６、呼水ジョウゴ２７及び流量調整弁２８が設けられている。
【００２４】
ここで、前記フィルタ装置８の構成の詳細を図２に基づいて説明する。
【００２５】
フィルタ装置８は前記パイプ７に対して並列に接続された３つのバッグフィルタ２９とこれらの下流側（クーラントの流れ方向に対して下流側）に設けられた深層フィルタ３０を有しており、各バッグフィルタ２９の下端中央部から導出するパイプ３１はパイプ３２とドレンパイプ３３を接続するパイプ３４の途中に接続され、パイプ３２は前記深層フィルタ３０の入口側に接続されている。尚、パイプ３２の途中には圧力計３５、圧力センサ３６及び開閉弁３７が設けられている。
【００２６】
又、各バッグフィルタ２９の上部には工場エアーを供給するパイプ３８が接続されており、このパイプ３８の途中には開閉弁３９、水抜き４０及び脱油弁４１が設けられている。
【００２７】
他方、前記深層フィルタ３０の出口側から導出するパイプ４２は前記２次タンク５に接続されており、その途中には開閉弁４３、圧力計４４及び圧力センサ４５が設けられている。尚、パイプ７とパイプ４２及びパイプ３２とパイプ４２はそれぞれバイパスパイプ４６，４７によって接続されており、それらの途中にはバイパス弁４８，４９がそれぞれ設けられている。
【００２８】
又、深層フィルタ３０から導出するドレンパイプ５０は前記１次タンク３に接続されており、その途中には開閉弁５１が設けられている（図１参照）。そして、深層フィルタ３０から導出するエアー抜きパイプ５２は前記希土マグネットセパレータ２に接続され、その途中には開閉弁５３が設けられている。
【００２９】
更に、前記ドレンパイプ３３の端部には前記１次タンク２の上方に開口する拡散管５４が取り付けられており、ドレンパイプ３３の途中には開閉弁５５が設けられている。
【００３０】
ところで、図１に示すように、前記２次タンク５の下端部中央から導出するパイプ５６は前記歯車研削盤１の砥石Ｇと歯車Ｗとの研削点の上方に開口しており、その途中には開閉弁５７、２次ポンプ５８、逆止弁５９、圧力計６０、流量調整弁６１及び圧力計６２がクーラントの流れ方向に沿って順次設けられている。
【００３１】
ここで、２次タンク５内には撹拌羽根６３と下限異常レベルセンサ６４が設けられており、その上部から導出するオーバーフローホース６５は前記１次タンク３の上方に開口している。
【００３２】
而して、本発明に係るクーラント浄化システムはクーラントの流れ方向に沿って配置された前記希土マグネットセパレータ２とバッグフィルタ２９及び深層フィルタ３０を含んで構成されるが、ここで、希土マグネットセパレータ２とバッグフィルタ２９及び深層フィルタ３０について概説する。
【００３３】
希土マグネットセパレータ２は不図示のモータによって回転駆動されるマグネットローラ７０（図１参照）の磁力によって大きさ１００μｍ以上の研削屑等の磁性粒子を捕捉してこれを回収するものである。
【００３４】
又、前記バッグフィルタ２９は合成繊維製の不織布又は織布によって袋状に成形されたフィルタであって、長繊維状の切屑が出ない範囲で極力少ない本数及び粗いメッシュとすべきである。本実施の形態では、メッシュ４０μｍのバッグフィルタ２９を３本用いた。
【００３５】
更に、前記深層フィルタ３０は合成繊維製の不織布又は織布によって層状に成形されたフィルタであって、外層が粗く、内層に向かって細かくなっている。従って、大きな研削等はフィルタと外筒との間に溜り、フィルタを抜いただけでは切屑等の異物を取り出すことができない。しかし、細かく粒状の切屑等はフィルタの各層の中に入り込むため、この深層フィルタ３０にはバッグフィルタ２９のような袋状の大きな容積は不要であり、むしろ小径の円筒を多数設けて大きな面積を確保しつつ、全体としてコンパクト化することができる。この深層フィルタ３０において珪藻土フィルタ並の浄化度を得るためにはフィルタのメッシュを１５μｍとすることが必要であることが実験的に確かめられた。
【００３６】
次に、前記１次タンク３部分の構成を図３〜図５に基づいて説明する。尚、図３及び図４は１次タンク３の部分断面図、図５はＱポット２３の断面図である。
【００３７】
図３に示すように、１次タンク３内には希土マグネットセパレータ２側に取り付けられたジョウゴ上７５が下方に向かって開口しており、このジョウゴ上７５の下方であって、１次タンク３の底面上には上方に向かって開口するジョウゴ下７６が設けられている。
【００３８】
そして、上記ジョウゴ下７６の側部に形成された開口部には前記パイプ７（図１参照）が接続されており、前記１次ポンプ１９によって吸引されるクーラントの流量Ｑ２は希土マグネットセパレータ２に入るクーラントの流量Ｑ１よりも大きく（Ｑ２＞Ｑ１）設定されている。
【００３９】
尚、変形例として図４に示すように、下方に向かって先細のテーパ管状のジョウゴ上７５と上方に向かって拡径するテーパ管状のジョウゴ下７６とを一部がオーバーラップするようにしてしても良い。そして、この場合も１次ポンプ１９によって吸引されるクーラントの流量Ｑ２を希土マグネットセパレータ２に入るクーラントの流量Ｑ１よりも大きく（Ｑ２＞Ｑ１）設定している。
【００４０】
又、前記Ｑポット２３の構成の詳細は図５に示されるが、該Ｑポット２３はリング状のフロート７７を有しており、前記吸引パイプ２４の下端部に取り付けられたボトムプレート７８とフロート７７とは伸縮自在な蛇腹状の隔壁７９で連結されている。そして、吸引パイプ２４の下端部には隔壁７９の内部に開口する円孔２４ａが形成されており、前記Ｑポットポンプ２５（図１参照）が駆動されると、クーラントの表面に浮遊している研削屑等の異物はクーラントと共にＱポット２３のフロート７７の内側から隔壁７９内に流入し、クーラントと共に吸引パイプ２４の円孔２４ａから吸引されて歯車研削盤１のベッドＢに供給され、この異物と共に供給されるクーラントによってベッドＢが洗浄される。このように、１次タンク３内のクーラントの表面に浮遊する異物はＱポット２３によって捕獲され、少なくとも歯車研削盤１の砥石Ｇと歯車Ｗとの研削点に供給されることがない。
【００４１】
ところで、１次タンク３内のクーラントの表面に浮遊する切屑等の異物をＱポット２３に寄せてその捕捉率を高める工夫として例えば図６〜図８に示す方式が考えられる。
【００４２】
即ち、図６の平面図に示す例では、希土マグネットセパレータ２下部の排出口２ａの向きを調整して図示矢印方向の流れを発生させ、その流れの末端部にＱポット２３を設置している。
【００４３】
又、図７に示す例では、付帯装置として必須のミスト捕集装置８０のドレン口の正圧を利用してドレンとエアーをホース８１から１次タンク３のクーラント表面に吹き付け、これによってクーラント表面に浮遊する異物をＱポット２３に吹き寄せるようにしている。この方式によれば、既設のミスト捕集装置８０を有効利用するために余分なエネルギーを消費することなく所期の目的を達成することができる。
【００４４】
更に、図８に示す例では、２次タンク５からオーバーフローホース６５を経て１次タンク３にオーバーフローするクーラントの流れによってクーラント表面の異物をＱポット２３に吹き寄せるようにしており、この方式によっても余分なエネルギーを消費することなく所期の目的を達成することができる。
【００４５】
ところで、図９に示すように、２次タンク５は上方が開口する矩形ボックス状に成形され、その底面は中央が低いすり鉢状に形成され、その中央部に前記パイプ５６（図１参照）が接続されている。
【００４６】
そして、２次タンク５内下部の四隅には前記パイプ４２に連なる４本の入口配管８２が図示方向（一回転方向に側壁に平行な方向）に開口しており、パイプ４２から供給されるクーラントは４本の入口パイプ８２から２次タンク５内の底部に図示矢印方向に向かって噴出されて２次タンク５内に旋回流を発生される。尚、このクーラントの旋回流の方向と前記撹拌羽根６３（図１参照）の回転方向とを一致させておけば、２次タンク５内にクーラントの一層強い旋回流を発生されることができる。
【００４７】
而して、２次タンク５の底面をすり鉢状として中央部にパイプ５６を接続するとともに、２次タンク５内にクーラントの旋回流を発生させることによって２次タンク５の底面中央部に異物を集め、この異物を強制的に２次タンク５外へ排出することができ、この結果、２次タンク５の清掃の頻度が低く抑えられる。
【００４８】
ここで、前記拡散管５４（図２参照）の構成の詳細を図１０に示す。
【００４９】
即ち、図１０は１次タンク３の部分断面図であり、図示のように１次タンク３の側壁の内側には拡散管５４が取り付けられており、この拡散管５４は下方が開口して下方に向かって開くテーパ管状に成形され、その中心部にはプラグ８３が結着されている。そして、このプラグ８３には４つの円孔８３ａが形成されており、該プラグ８３にはエルボ８４及び継手８５を介して前記パイプ３３が接続されている。
【００５０】
次に、以上の構成を有するクーラント循環システムの作用を説明する。
【００５１】
２次ポンプ５８が駆動されると、２次タンク５内のクーラントはパイプ５６を経て歯車研削盤１の砥石Ｇと歯車Ｗとの研削点に供給されて研削点の潤滑と冷却に供された後、研削によって発生した綿状の研削屑と共にベッドＢ上に落下する。
【００５２】
又、同時にベッド洗浄ポンプ１０とＱポットポンプ２５が駆動されると、１次タンク３内のクーラントはそれぞれパイプ６，２４を経て歯車研削盤１のベッドＢ上に供給され、ベッドＢに付着したゴミや落下した研削屑等の異物を洗い流す。
【００５３】
而して、ベッドＢ上のクーラントは研削屑等の異物と共に希土マグネットセパレータ２に導入され、希土マグネットセパレータ２においては、クーラントに含まれる大きさ１００μｍ以上の研削屑等の磁性粒子がマグネットローラ７０の磁力によって荒取りされて回収される。
【００５４】
ここで、希土マグネットセパレータ２によるクーラントの浄化度を図１１に示すが、同図に示すように希土マグネットセパレータ２によって１００μｍ以上の径の異物が効果的に捕捉され、粒子径５〜１００μｍについての浄化度はＮＡＳ等級で１２〜１６級となる。
【００５５】
ところで、精密濾過を実現するためにはフィルタ装置８のバッグフィルタ２９と深層フィルタ３０の寿命が最大の問題となるため、本実施の形態ではフィルタ装置８の前段にメンテナンスフリーの希土マグネットセパレータ２を配置し、この希土マグネットセパレータ２の捕捉率を高めるよう工夫した。
【００５６】
即ち、一般に粒子の捕捉率は流速に反比例して上がり、磁石による磁性体の吸引力は距離の２乗に反比例して上がるため、本実施の形態ではクーラントの流速を下げるためにクーラントの流量を２４０ｌ／ｍｉｎに増やすとともに、マグネットローラ７０の隙間を９ｍｍから５ｍｍに縮小した。
【００５７】
ここで、図１２に標準隙間９ｍｍでの流量６０，１２０，２４０ｌ／ｍｉｎにおけるローラ隙間と磁性粒子の捕捉率との関係を示すが、本実施の形態（流量２４０ｌ／ｍｉｎ、隙間５ｍｍ）では、形状が綿状で結晶構造がマルテンサイトであるために磁気的に吸着し難い研削屑を捕捉率９０％の高率で捕捉することができた。この結果、フィルタ装置８のバッグフィルタ２９と深層フィルタ３０の寿命をそれぞれ２箇月、６箇月と従来のそれに比して著しく延ばすことができた。
【００５８】
而して、希土マグネットセパレータ２によって研削屑等の異物が荒取りされたクーラントは１次タンク３に流入するが、前述のように１次ポンプ１９によって１次タンク３から吸引されるクーラントの流量Ｑ２を希土マグネットセパレータ２に入るクーラントの流量Ｑ１よりも大きく（Ｑ２＞Ｑ１）設定したため、希土マグネットセパレータ２からのクーラントに１次タンク３内のクーラントが流入して両者は共に１次ポンプ１９側へ流れることとなり、少なくとも希土マグネットセパレータ２からのクーラントが１次タンク３内に漏れ出ることがないため、希土マグネットセパレータ２からのクーラントに含まれる研削屑等の異物が１次タンク３内に流出することがない。
【００５９】
又、１次タンク３内のクーラントの表面に浮遊する異物は前述のようにＱポット２３によって回収され、この異物を含んだクーラントは吸引パイプ２４を通って歯車研削盤１に供給されてベッドＢの洗浄に供され、少なくとも歯車研削盤１の砥石Ｇと歯車Ｗとの研削点に供給されることがないため、歯車Ｗに高い表面品位が確保される。
【００６０】
尚、１次タンク３内のクーラントは前述のようにパイプ６を通って或は洗浄ガン１６によってベッドＢに供給されてベッドＢの洗浄に供される。
【００６１】
ところで、１次タンク３内のクーラントは１次ポンプ１９によって吸引されてパイプ７を通ってフィルタ装置８に送られ、これに含まれる異物がバッグフィルタ２９によって中取りされ、深層フィルタ３０によって仕上げ取りされる。
【００６２】
即ち、図２に示すように、１次タンク３からのクーラントはパイプ７から各バッグフィルタ２９に導入され、各バッグフィルタ２９によって異物が中取りされる。
【００６３】
ここで、バッグフィルタ２９によるクーラントの浄化度を図１３に示すが、同図に示すようにバッグフィルタ２９によれば５０μｍ以上の径の粒子を完全に除去することができ（ＮＡＳ等級＝００）、その以下の粒子径についての浄化度はＮＡＳ等級で１１〜１２級となる。
【００６４】
そして、バッグフィルタ２９によって異物が中取りされたクーラントはパイプ３１，３４，３２を通って深層フィルタ３０に導入され、この深層フィルタ３０によって仕上げ取りがなされて更に細かい粒子が捕捉される。
【００６５】
ここで、深層フィルタ３０によるクーラントの浄化度を図１４に示すが、同図に示すように深層フィルタ３０によれば１５μｍ以上の径の粒子を完全に除去することができ（ＮＡＳ等級＝００）、その以下の粒子径についての浄化度はＮＡＳ等級で５級以下に抑えられ、従来の珪藻土フィルタ並の浄化度を得ることができる。
【００６６】
ところで、バッグフィルタ２９は袋状であって、これが目詰まりするとその内側に研削屑が数１０ｍｍの厚さでケーキ状に張り付くためにドレーンが抜けにくい。このため、バッグフィルタ２９に目詰まりが発生すると、図２に示す開閉弁３７を閉じ、開閉弁３９，５５と脱油弁４１を開いて工場エアーを各バッグフィルタ２９に供給して該工場エアーによってドレン抜きと脱油を強制的に行う。尚、各バッグフィルタ２９内のドレンはドレンパイプ３３を通って拡散管５４から１次タンク３内に導入されるが、このとき、その飛散が拡散管５４によって効果的に防がれる。
【００６７】
而して、以上のようにフィルタ装置８のバッグフィルタ２９と深層フィルタ３０によって異物が中取り及び仕上げ取りされて浄化されたクーラントはパイプ４２を通って２次タンク５に送られ、２次タンク５内のクーラントは前述のように２次ポンプ５８によってパイプ５６内を圧送されて歯車研削盤１に供給され、歯車研削盤１の砥石Ｇと歯車Ｗとの研削点に供給されて研削点の潤滑と冷却に供される。
【００６８】
以後、クーラントは以上説明したと同様の作用を繰り返し、閉ループ経路を循環する過程で本発明に係るクーラント浄化システムによって浄化されつつ、連続的に歯車研削盤１の砥石Ｇと歯車Ｗとの研削点の潤滑と冷却及びベッドＢの洗浄に供される。
【００６９】
以上において、本実施の形態に係るクーラント浄化システムにおいては、クーラントに含まれる汚染粒子が先ず希土マグネットセパレータ２によって荒取りされ、残った汚染粒子は次のバッグフィルタ２９によって中取りされ、最終的に残った微細な汚染粒子が最終的に深層フィルタ３０によって仕上げ取りされるため、深層フィルタ３０の負荷が軽減され、そのメッシュを細かくして濾過精度を高めることができ、クーラントの浄化度を高めて製品である歯車Ｗに高い表面品位を確保することができる。
【００７０】
又、本実施の形態によれば、装置の大型化と高コスト化を招く従来の珪藻土フィルタを使用しないため、当該クーラント浄化システムの低コスト化を実現することができるとともに、バッグフィルタ２９や深層フィルタ３０の寿命を延ばすことができる。
【００７１】
ところで、１次ポンプ１９の吐出圧はバッグフィルタ２９と深層フィルタ３０の耐圧強度によって制約を受けるが、２次ポンプ５８にはこのような制約がないため、該２次ポンプ５８として研削点に必要な高圧を発生する高圧タイプのものを使用することができ、又、クーラントの浄化度が高いために遠心ポンプ以外にトロコイドポンプ、ダイヤフラムポンプ、プランジャポンプ等のようにゴミに弱いポンプも使用することができ、ポンプ選定の自由度が広がるというメリットが得られる。
【００７２】
又、本実施の形態に係るクーラント浄化システムにおいては、歯車研削盤１での研削時・非研削時に拘らず、常時、１次ポンプ１９を駆動することによって希土マグネットセパレータ２とバッグフィルタ２９及び深層フィルタ３０によって１次タンク３内のクーラントを常時浄化する方式を採用している。
【００７３】
尚、以上は本発明を特に歯車研削盤のクーラント浄化システムに適用した例について述べたが、本発明は例えば等速ボールジョイントの溝研削、ホーニング、刃具研磨等に供される工作機械のクーラント浄化システムに対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【００７４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、クーラントに含まれる汚染粒子が先ず希土マグネットセパレータによって荒取りされ、残った汚染粒子は次のバッグフィルタによって中取りされ、最終的に残った微細な汚染粒子が最終的に深層フィルタによって仕上げ取りされるため、深層フィルタの負荷が軽減され、そのメッシュを細かくして濾過精度を高めることができ、クーラントの浄化度を高めて製品に高い表面品位を確保することができるという効果が得られる。
【００７５】
又、本発明によれば、装置の大型化と高コスト化を招く珪藻土フィルタを使用しないため、当該クーラント浄化システムの低コスト化を実現することができるとともに、フィルタ寿命を延ばすことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るクーラント浄化システムを備えるクーラント循環システムの構成図である。
【図２】本発明に係るクーラント浄化システムのフィルタ装置の構成図である。
【図３】１次タンクの部分断面図である。
【図４】１次タンクの部分断面図である。
【図５】Ｑポットの断面図である。
【図６】１次タンク内のクーラントの表面に浮遊する異物をＱポットに寄せてその捕捉率を高める例を示す平面図である。
【図７】１次タンク内のクーラントの表面に浮遊する異物をＱポットに寄せてその捕捉率を高める例を示す側断面図である。
【図８】１次タンク内のクーラントの表面に浮遊する異物をＱポットに寄せてその捕捉率を高める例を示す側断面図である。
【図９】２次タンクにおける入口配管を示す斜視図である。
【図１０】拡散管の構成を示す１次タンクの部分断面図である。
【図１１】希土マグネットセパレータによるクーラントの浄化度を示す図である。
【図１２】希土マグネットセパレータにおけるローラ隙間と捕捉率との関係を流量をパラメータとして示す図である。
【図１３】バッグフィルタによるクーラントの浄化度を示す図である。
【図１４】深層フィルタによるクーラントの浄化度を示す図である。
【図１５】従来のクーラント浄化システムの構成図である。
【図１６】遠心フィルタによるクーラントの浄化度を示す図である。
【図１７】珪藻土フィルタによるクーラントの浄化度を示す図である。
【符号の説明】
１ 歯車研削盤（工作機械）
２ 希土マグネットセパレータ
３ １次タンク
５ ２次タンク
１９ １次ポンプ
２３ Ｑポット（浮遊物除去装置）
２９ バッグフィルタ
３０ 深層フィルタ
５８ ２次ポンプ
７５ ジョウゴ上
７６ ジョウゴ下
８２ 入口配管
Claims (3)
- 閉ループ経路を循環して工作機械の加工点の冷却と潤滑に供されるクーラントに含まれる異物を除去してこれを浄化するクーラント浄化システムであって、
前記クーラントの循環経路中にマグネットセパレータ、バッグフィルタ及び深層フィルタをクーラントの流れ方向に沿ってこの順に配置し、
前記マグネットセパレータと前記バッグフィルタとの間に１次タンクを介設し、該１次タンクに浮遊物除去装置を設け、
前記深層フィルタと前記工作機械との間に２次タンクを介設し、
該２次タンクへの前記クーラントの入口配管の出口を前記２次タンク内下部であって該２次タンクの側壁に沿う方向に向けて開口させ、
前記２次タンクの底面をすり鉢状として該すり鉢状の中央部に前記工作機械へ連なる排出口を設け、
前記入口配管の出口から前記クーラントを噴出させて前記２次タンク内に前記クーラントの旋回流を発生させることによって前記２次タンクの底面中央部に異物を集め、この異物を前記２次タンク外へ排出する、
ことを特徴とするクーラント浄化システム。 - 前記マグネットセパレータと前記バッグフィルタとの間に１次ポンプを介設し、マグネットセパレータへ入る前記クーラントの流量Ｑ１よりも前記１次ポンプによる前記クーラントの吸引流量Ｑ２を大きく設定したことを特徴とする請求項１記載のクーラント浄化システム。
- 前記マグネットセパレータと前記バッグフィルタとの間に１次タンクを介設するとともに、前記深層フィルタと前記工作機械との間に２次タンクを介設し、研削時・非研削時に拘らず、常時、前記１次ポンプを駆動することによって前記マグネットセパレータとバッグフィルタ及び深層フィルタによって前記１次タンク内の前記クーラントを常時浄化することを特徴とする請求項２記載のクーラント浄化システム。
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