JPH0150543B2

JPH0150543B2 -

Info

Publication number: JPH0150543B2
Application number: JP22909884A
Authority: JP
Inventors: Itsuki Yamazaki
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1984-10-30
Filing date: 1984-10-30
Publication date: 1989-10-30
Also published as: JPS61109645A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、複数の加工機械に対し単一のクーラ
ント回収タンクからクーラントを集中管理して循
環供給する際にクーラントの循環を制御するクー
ラント循環制御装置に関するものである。

（従来の技術）従来より、複数の加工機械にクーラントを集中
管理して循環供給する場合、例えば各加工機械と
単一のクーラント回収タンクとを連通するメイン
供給管に供給ポンプを設け、該供給ポンプを常時
運転させるとともに、メイン供給管から各加工機
械に分岐された分岐供給管に設けた開閉弁を各加
工機械の始動時に手動操作により開いて、加工機
械の作動中はクーラントの供給を持続させ、一
方、各加工機械で使用したクーラントを回収管に
よつて回収タンクに回収するようにすることが行
われている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記従来のシステムでは、供給
ポンプを常時運転させてクーラントを循環させて
いるために、エネルギー消費量が多くなり、省エ
ネルギー化を図る点では改善の余地があつた。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、上記したクーラント供給
ポンプの運転を各加工機械の加工の有無に合せて
適正に制御するようにすることにより、クーラン
ト供給系でのライン圧を低下させることなく、ク
ーラントの供給を効率良く行い得るようにして、
省エネルギー効果を高めることにある。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明の解決手段
は、第１図に示すように、複数台の加工機械１，
１，…に対して単一のクーラント回収タンク２か
らクーラントを供給し、かつ使用したクーラント
を該回収タンク２に回収するクーラント循環装置
において、そのクーラント循環系１２の構成を、
クーラント回収タンク２に通じるメイン供給管５
から各加工機械１に延びる分岐供給管６と、各加
工機械１からクーラント回収タンク２に通じる回
収管７と、上記メイン供給管５の端末を上記回収
管７に連通するバイパス管９とを備えた構成とす
る。そして、上記バイパス管９にメイン供給管５
でのライン圧を検出する圧力検出器１４を設け、
上記各分岐供給管６に、対応する各加工機械１の
加工タイミングに応じて開閉する開閉弁１３を設
け、上記メイン供給管５に、周波数制御により回
転数制御可能なクーラント供給用の可変回転ポン
プP₁を設ける。さらに、上記圧力検出器１４の
検出信号を受けて、その値が大きいときには可変
回転ポンプP₁を低回転に、小さいときには可変
回転ポンプP₁を高回転にそれぞれ制御するよう
に信号を可変回転ポンプP₁に出力する制御手段
１８とを設けたものである。

（作用）上記の構成により、本発明では、加工機械群に
おける各加工機械１の加工タイミングに応じてそ
の加工機械１に対応する分岐供給管６の開閉弁１
３が開閉するとともに、この開閉弁１３の開閉に
伴つて変動するメイン供給管５でのライン圧がバ
イパス管９に設けて圧力検出器１４によつて適切
に検出され、この圧力検出器１４からの検出信号
を受けた制御手段１８の作動により該可変回転ポ
ンプP₁がライン圧に応じて回転数制御される。
すなわち、上記加工状態にある加工機械１の数が
比較的少なくてライン圧が高いときには、可変回
転ポンプP₁は低速運転される一方、加工中の加
工機械数が増加してライン圧が低下すると、可変
回転ポンプP₁の回転数が上昇するように制御さ
れ、この可変回転ポンプP₁に対する運転制御に
より上記メイン供給管５でのライン圧がほぼ一定
になるように調整される。

このように、可変回転ポンプの運転が加工状態
にある加工機械数に応じて適切なタイミングで制
御される結果、ポンプの駆動のために少ないエネ
ルギーを使用しながら各加工機械に必要量のクー
ラントを供給できることになる。

（実施例）以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基
づいて詳細に説明する。

第２図は本発明の実施例に係る加工機械群のク
ーラント循環制御装置の全体構成を示し、１，
１，…はそれぞれワークを加工する複数台の加工
機械、２は該各加工機械１に供給すべきクーラン
ト（冷却液）を貯える単一のクーラント回収タン
クであつて、該クーラント回収タンク２はクリー
ンタンク３とダーテイタンク４とからなる。そし
て、上記複数台の加工機械１，１，…は、クリー
ンタンク３に対しクリーンタンク３に連通するメ
イン供給管５と、該メイン供給管５から各加工機
械１に分岐して延びる分岐供給管６，６，…とに
よつて並列に接続されている一方、ダーテイタン
ク４に対し各加工機械１に通じる分岐管部７ａ，
７ａ，…と、該分岐管部７ａ，７ａ，…を集合し
たメイン管部７ｂとからなる回収管７によつて並
列に接続されている。また、上記メイン供給管５
の下流側端末と回収管７のメイン管部７ｂ上流端
とはオリフイス８を介設したバイパス管９によつ
て連通されているとともに、上記クリーンタンク
３とダーテイテンク４とはフイルタ１０を介設し
た還流管１１によつて接続されている。而して、
クリーンタンク３からクーラントをメイン供給管
５および各分岐供給管６により各加工機械１に対
して供給するとともに、その一部をバイパス管９
を介して回収管７に流通させ、一方、該各加工機
械１での使用により加工滓が混入したダーテイな
クーラントを回収管７によりダーテイタンク４内
に回収して該ダーテイタンク４で加工滓を沈澱さ
せ、その後該ダーテイタンク４内のクーラントを
還流管１１を通してその途中のフイルタ１０で微
細な加工滓を除去しながらクリーンタンク３に還
流させるようにしたクーラント循環系１２が構成
されている。

上記メイン供給管５から各加工機械１へ分岐さ
れた分岐供給管６の途中にはエアバルブよりなる
電磁開閉弁１３が配設され、該開閉弁１３の電磁
石部１３ａは対応する加工機械１の加工状態を検
出する適宜の検出手段（図示せず）に接続されて
おり、開閉弁１３により各分岐供給管６をそれぞ
れ各加工機械１の加工タイミングに応じて開閉す
るようになされている。

また、上記メイン供給管５の上流端には２台の
クーラント供給ポンプP₁，P₂が互いに並列に接
続され、その一方は周波数制御により回転数制御
可能な可変回転ポンプP₁に、他方は定速回転す
る定回転ポンプP₂にそれぞれ設定されている。
また、上記フイルタ１０上流側の還流管１１には
第１および第２のフイルタポンプFP₁，FP₂が互
いに並列に接続され、該両フイルタポンプFP₁，
FP₂の総吐出量は上記２台の供給ポンプP₁，P₂の
総吐出量よりも大に設定されている。

さらに、上記オリフイス８上流側のバイパス管
９にはメイン供給管５でのライン圧を検出する圧
力検出器１４が配設されている。また、１５は上
記クリーンタンク３内に貯えられたクーラントの
液面レベルを検出する液面センサ、１６は上記可
変回転ポンプP₁に対する周波数信号の調節によ
り可変回転ポンプP₁の回転数の上下限値を設定
する回転数設定器であつて、上記圧力検出器１
４、液面センサ１５および回転数設定器１６の各
出力は上記２台の供給ポンプP₁，P₂および２台
のフイルタポンプFP₁，FP₂を運転制御する制御
ユニツト１７に入力されている。

上記制御ユニツト１７は、第３図に示すよう
に、上記圧力検出器１４および液面センサ１５の
各検出信号を受けて、可変回転ポンプP₁、定回
転ポンプP₂および両フイルタポンプFP₁，FP₂に
おけるモータ等よりなる各駆動部P_1M，P_2M，
FP_1M，FP_2Mに制御信号を出力する制御回路１８
と、上記可変回転ポンプP₁の駆動部P_1Mの出力、
つまり可変回転ポンプP₁の実際の回転数を上記
回転数設定器１６で設定された可変回転ポンプ
P₁の回転数の上下限値と比較して、その比較信
号を制御回路１８に出力する比較回路１９とから
なる。そして、圧力検出器１４の検出信号値つま
りメイン供給管５でのライン圧が大きいときには
可変回転ポンプP₁を低回転に、小さいときには
該ポンプP₁を高回転にそれぞれ制御するように
制御回路１８が信号を可変回転ポンプP₁の駆動
部P_1Mに出力する一方、可変回転ポンプP₁の実際
の回転数が回転数設定器１６での設定上限値に達
すると制御回路１８が上記定回転ポンプP₂およ
び第２フイルタポンプFP₂の各駆動部P_2M，FP_2M
に作動信号を出力し、さらに、上記クリーンタン
ク３でのクーラントの液面レベルが設定値以下に
低下したときには制御回路１８が第１フイルタポ
ンプFP₁の駆動部FP_1Mに作動信号を出力するよう
に構成されている。

次に、上記実施例の作動について説明する。

各加工機械１がワークの搬入によつて加工状態
になると、該加工機械１に対応する開閉弁１３が
開いて加工機械１に供給ポンプP₁，P₂の一方ま
たは両方によつて圧送されたクーラントがメイン
供給管５および各分岐供給管６を経て供給され
る。また、各加工機械１で使用されたダーテイな
クーラントは、回収管７によつてダーテイタンク
４に回収され、該ダーテイタンク４で加工滓が沈
澱除去されたのちフイルタポンプFP₁，FP₂の一
方または両方により還流管１１を介してクリータ
ンク３に還流され、その間にフイルタ１０によつ
て微細な加工滓が除去される。

その場合、上記２台の供給ポンプP₁，P₂に対
する制御動作を第４図に示すフローチヤートに沿
つて説明するに、スタート後のステツプS₁におい
て制御回路１８によつて可変回転ポンプP₁を稼
動させ、次のステツプS₂で圧力検出器１４の検出
信号に基づいてメイン供給管５でのライン圧をチ
エツクした後、ステツプS₃で該ライン圧が小さい
か否かを判定する。この判定が圧力＝小のYES
のときにはステツプS₄に移り、可変回転ポンプ
P₁に出力する周波数信号を上昇させて該ポンプ
P₁の回転数を増大させた後ステツプS₇に移る。
一方、上記ステツプS₃での判定が圧力≠小のNO
のときにはステツプS₅に移つてライン圧が大きい
か否かを判定し、この判定が圧力≠大のNOのと
きにはステツプS₂に戻つてその後のステツプS₃，
S₄，…を繰り返す。また、上記ステツプS₅での判
定が圧力＝大のYESのときにはステツプS₆に移
り可変回転ポンプP₁に出力する周波数信号を低
下させてポンプP₁の回転数を減少させた後ステ
ツプS₇に移る。

このステツプS₇では可変回転ポンプP₁の回転
数を検出し、次のステツプS₈でその回転数が回転
数設定器１６により設定された上限値に達したか
否かの判定を行い、この判定がNOのときには上
記ステツプS₂に戻つてそれ以降のステツプS₃，
S₄，…を繰り返す。一方、判定がYESのときに
はステツプS₉に移り、定回転ポンプP₂に作動信
号を出力させて該ポンプP₂を稼動させるととも
に、ステツプS₁₀で上記可変回転ポンプP₁の回転
数を上記設定上限値に保持し、その後のステツプ
S₁₁でT₁時間経過したか否かを判別してT₁時間が
経過するまでステツプS₁₀，S₁₁を繰り返すことに
より、可変回転ポンプP₁の回転数の上限値保持
をT₁時間継続させる。

このT₁時間の経過後、ステツプS₁₂に移つて上
記可変回転ポンプP₁の回転数の上限値保持を解
除し、次いでステツプS₁₃で今度は上記可変回転
ポンプP₁の回転数が設定下限値に達したか否か
の判定を行い、この判定がNOのときには上記ス
テツプS₂，S₃，…を繰り返す。一方、判定が
YESのときにはステツプS₁₄に移つて上記可変回
転ポンプP₁の回転数が設定下限値にT₂時間継続
したか否かの判定を行い、この判定がNOのとき
には上記ステツプS₂に戻る。上記ステツプS₁₄で
の判定がYESのときにはステツプS₁₅に移つて上
記圧力検出器１４によるライン圧の検出を解除し
たのち、ステツプS₁₆において可変回転ポンプP₁
の回転数を上記設定上限値まで引上げるととも
に、ステツプS₁₇で該ポンプP₁の回転数を該設定
上限値に保持し、その後のステツプS₁₈でT₃時間
経過したか否かを判定してT₃時間が経過するま
でステツプS₁₇，S₁₈を繰り返し、可変回転ポンプ
P₁の回転数の上限値保持をT₃時間継続させる。
そして、T₃時間経過して判定がYESになるとス
テツプS₁₉に移り、上記ステツプS₁₅で行つた圧力
検出解除をリセツトして、可変回転ポンプP₁の
回転数の上限値保持を解除するとともに、ステツ
プS₂₀で制御回路１８から定回転ポンプP₂へ出力
される作動信号をカツトして定回転ポンプP₂の
稼動を停止させ、しかる後、当初のステツプS₂に
戻つてそれ以降のステツプS₃，S₄，…を繰り返
す。

以上のような制御を行う結果、メイン供給管５
でのライン圧変動、可変回転ポンプP₁の回転数
変化および定回転ポンプP₂の作動状態の各特性
は第５図に示すようになる。すなわち、加工状態
にある加工機械数が比較的少なく、上記ライン圧
が例えば上下限値をそれぞれ1.75Kg／cm²および
1.25Kg／cm²とする設定範囲内にある状態では、可
変回転ポンプP₁のみが制御回路１８で調節され
た周波数に基づいて回転数制御される。つまり、
加工状態にある加工機械数の増減変化によりメイ
ン供給管５でのライン圧が変動したときには、そ
の圧力変動を補償するように制御回路１８から可
変回転ポンプP₁への出力周波数が上下変化し、
ライン圧が上記設定範囲内で平衡になつ時点で上
記出力周波数も平衡状態になる。このような制御
によりライン圧は設定範囲内の基準値にほぼ一定
に保たれる。

そして、この圧力一定制御の状態から、加工機
械１の作動数が図でA₁点にて示す時点で大幅に
増加して上記ライン圧が設定範囲の下限値に達
し、それに加えて上記制御回路１８の出力周波数
が上昇して可変回転ポンプP₁の回転数が回転数
設定器１６にて設定された上限値に達すると、該
可変回転ポンプP₁の回転数がT₁時間だけ強制的
に上記上限値に保持されて該ポンプP₁が定速運
転され、その後、元の圧力一定制御に戻る。ま
た、上記可変回転ポンプP₁の定速運転開始と同
時に、制御回路１８により定回転ポンプP₂の運
転が開始される。

その際、可変回転ポンプP₁の回転数が設定上
限値に達すると、該ポンプP₁がT₁時間だけその
上限値で定速運転されるので、定回転ポンプP₂
の定速運転の開始と相俟つてライン圧を急速に上
昇させることができ、その下限状態からの脱出を
迅速に行うことができる。

一方、逆に、加工機械１の作動数が図でA₂点
にて示す時点で大幅に減少してライン圧が上昇
し、それに伴つて制御回路１８の出力周波数が低
下して可変回転ポンプP₁の回転数が設定された
下限値に達すると、その下限値にポンプ回転数が
T₂時間だけ持続していること、つまり回転数が
ハンチングしていないことを確認した上で、強制
的に該可変回転ポンプP₁に対する回転数制御
（圧力一定制御）が停止され、ポンプP₁は予め設
定された一定の制御パターンに沿つて制御運転さ
れるようになる。すなわち、可変回転ポンプP₁
の回転数が設定下限値に達すると、該回転数はそ
のまま下限値にT₂時間だけ保持された後、設定
上限値に上昇して該上限値にT₃時間だけ保持さ
れるる。このような強制制御ののち、上記の圧力
一定制御が再開されるとともに、上記定回転ポン
プP₂の定速運転が停止される。

その際、上記可変回転ポンプP₁の回転数の下
限値の到達時、該回転数を一旦設定上限値にT₃
時間だけ保持した後、定回転ポンプP₂の運転を
停止させるので、該定回転ポンプP₂の運転停止
に伴うライン圧の急激な低下を回避することがで
き、各加工機械１に対してクーラントを安定して
供給することができる。尚、第５図ではライン圧
をコントロールしない場合の圧力変化を破線によ
り示している。

これに対し、上記２台のフイルタポンプFP₁，
FP₂に対する制御動作については、クリーンタン
ク３内のクーラントの液面レベルが所定値以下に
低下すると、それことを検出した液面センサ１５
が制御回路１８に出力信号を送り、この制御回路
１８の作動により第１フイルタポンプFP₁が運転
されてダーテイタンク４内のクーラントがフイル
タ１０で濾過されながらクリーンタンク３内に還
流され、クリーンタンク３内のクーラント液面レ
ベルが上昇すると第１フイルタポンプFP₁の運転
が停止される。

また、上記定回転ポンプP₂の運転時、すなわ
ちメイン供給管５でのライン圧が大きく低下して
クリーンタンク３から多量のクーラントが各加工
機械１に圧送されるときには、その定回転ポンプ
P₂と運転と同期して第２フイルタポンプFP₂が運
転され、この第２フイルタポンプFP₂の運転によ
りクリーンタンク３内にダーテイタンク４からク
ーラントが補充供給される。

その際、上記両フイルタポンプFP₁，FP₂の総
吐出量は両供給ポンプP₁，P₂の総吐出量よりも
大きく設定されているため、全てのポンプP₁，
P₂，FP₁，FP₂が運転状態にあるときにもクリー
ンタンク３内のクーラントが不足することはな
く、クーラントを各加工機械１に安定して循環供
給することができる。

したがつて、この実施例においては、加工機械
１の作動数の増減変化に応じて変動するメイン供
給管５でのライン圧が検出されて、該ライン圧が
ほぼ一定になるように可変回転ポンプP₁が回転
数制御され、加工機械１の作動数の大幅な増加に
より該可変回転ポンプP₁の回転数が設定上限値
に達したときに定回転ポンプP₂が運転されるの
で、ライン圧を下げることなく、各加工機械１に
対するクーラントの供給を各加工機械１の作動に
合せて適時に効率良く行うことができ、供給ポン
プP₁，P₂の運転率を下げて省エネルギー効果を
高めることができる。

また、第１フイルタポンプFP₁はクリーンタン
ク３内のクーラントの液面レベル低下時に、また
第２フイルタポンプFP₂は上記定回転ポンプP₂の
運転時にそれぞれ限定的に運転されるので、両フ
イルタポンプFP₁，FP₂の運転率をも低下させる
ことができ、よつて省エネルギー効果をより一層
高めることができる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、加工機
械群における加工中の加工機械数の変化を、メイ
ン供給管の末端に設けたバイパス管の圧力変化で
適確に検出してタイムリーに可変回転ポンプを回
転数制御することにより、加工機械へのクーラン
ト供給系でのライン圧を低下させることなく、ク
ーラントの供給を効率的に行うことができ、よつ
てクーラント供給システムにおける省エネルギー
効果を高めることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す説明図である。第
２図ないし第５図は本発明の実施例を示し、第２
図は全体構成図、第３図は制御ユニツトの詳細説
明図、第４図は制御のフローチヤート図、第５図
は加工機械の作動数の増減変化に応じて変化する
ライン圧、可変回転ポンプの回転数および定回転
ポンプの作動状態の各特性を示す説明図である。１……加工機械、２……クーラント回収タン
ク、５……メイン供給管、６……分岐供給管、７
……回収管、９……バイパス管、１２……クーラ
ント循環系、１３……電磁開閉弁、P₁……可変
回転ポンプ、１４……圧力検出器、１８……制御
回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１複数台の加工機械に対して単一のクーラント
回収タンクからクーラントを供給し、かつ使用し
たクーラントを該回収タンクに回収するものであ
つて、クーラント回収タンクに通じるメイン供給
管から各加工機械に延びる分岐供給管と、各加工
機械からクーラント回収タンクに通じる回収管
と、上記メイン供給管の端末を上記回収管に連通
するバイパス管とを備えたクーラント循環系を有
するとともに、上記バイパス管に設けられた圧力
検出器と、上記各分岐供給管に設けられ、各加工
機械の加工タイミングに応じて開閉する開閉弁
と、上記メイン供給管に設けられ、回転数制御可
能なクーラント供給用の可変回転ポンプと、上記
圧力検出器の検出信号を受けて、その値が大きい
ときには可変回転ポンプを低回転に、小さいとき
には可変回転ポンプを高回転にそれぞれ制御する
ように信号を可変回転ポンプに出力する制御手段
とを有することを特徴とする加工機械群のクーラ
ント循環制御装置。