JP2001277113A

JP2001277113A - 研削液砥石粒除去方法及び装置

Info

Publication number: JP2001277113A
Application number: JP2000088911A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Imaoka; 博幸今岡; Masateru Shindan; 政照辰段; Osamu Yonehiro; 修米広
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2001-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、回転遠心ドラムとスクリュ回転羽
根とを独立して回転可能とすると共に、同期又は非同期
回転できるようにし、研削液ヘドロを液体とヘドロに容
易に分離できるようにすることを目的とする。【解決手段】本発明による研削液砥石粒除去方法及び
装置は、回転遠心ドラム(1)とスクリュ回転羽根(20)を
同期回転することによって遠心分離を行い、非同期回転
することによってヘドロ(300)を搬送して回転遠心ドラ
ム(1)の端部から排出するようにした構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研削液砥石粒除去
方法及び装置に関し、特に、同軸配置の回転遠心ドラム
とスクリュ回転羽根とを同期回転時に遠心分離を行い、
非同期回転時にヘドロの排出を行うようにするための新
規な改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、用いられていたこの種の研削液砥
石粒除去方法及び装置としては、次のような構成を挙げ
ることができる。すなわち、一般に、研削盤に使用され
る研削液には研削金属と砥石粒が加工中に含有される。
このうち金属については回転式磁石ローラとセパレータ
板を利用した回転磁石式除去装置が普及している。ま
た、砥石粒を沈殿式のタンクに導き、研削液の上澄みを
ポンプで砥石に供給する沈殿上澄み循環装置及び電動ポ
ンプとフィルタを利用した電動ポンプ浄化装置及び種々
の遠心分離装置も使用されている。この遠心分離装置に
は円筒型、分離型、スクリュデカンタ型などが代表的に
用いられるが研削盤の砥石粒ヘドロの除去装置には経済
性が悪いためあまり使用はされていなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の研削液砥石粒除
去方法及び装置は、以上のように構成されていたため、
次のような課題が存在していた。すなわち、従来のよう
な回転磁石式除去装置では非金属の砥石粒は除去できな
いため、沈殿式タンクに砥石粒は堆積することになる。
この堆積した砥石粒ヘドロを除去するには定期的に機械
を止め、大掛かりな除去清掃を必要とする。また、日常
から電動ポンプ浄化装置などを利用して常時除去するよ
うにした場合にはフィルタの目詰まりがすぐ発生し、フ
ィルタの交換が頻繁となり、作業効率をそこねたり、交
換が面倒で、ポンプが目詰まりで故障したりして日常的
に常用することが難しく、大掛かりな除去清掃時に使用
される場合が実状である。次に、前記遠心分離装置には
円筒型、分離板型、スクリュデカンタ型などが代表的に
用いられているが、円筒型、分離板型は分離性能は良い
が、原理的にバッチ処理となるためヘドロ液の供給を定
期的に停止する必要があり連続処理は困難なものであ
る。また、スクリュデカンタ型は原理的に連続処理がで
き分離性能もよいが、円錐スクリュ付回転内筒の軸内部
よりヘドロ液を供給せざるを得ないため、この中空軸の
軸径などが大きくないと困難で、回転差動機構、円錐外
筒、回転継ぎ手、フレームなど各部の機構は複雑かつ遠
心力に耐える高剛性に製作する必要があり、安価なもの
ではない、また小型化するには、円錐スクリュ内筒、回
転差動機構、回転継ぎ手などの小型化が難しく、ヘドロ
含有率の高いものには目詰まりを起こし適用が困難であ
った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明による研削液砥石
粒除去方法は、研削盤の砥石研削による研削液ヘドロ
を、遠心分離部を介してヘドロと液体に遠心分離するよ
うにした研削液砥石粒除去方法において、前記遠心分離
部に設けられ各々独立して回転可能な回転遠心ドラムと
スクリュ回転羽根を同期回転させることにより前記研削
液ヘドロを遠心分離して前記回転遠心ドラムの廃液穴か
ら液体を排出し、前記同期回転を解除して前記回転遠心
ドラムとスクリュ回転羽根を非同期回転させることによ
り、前記ヘドロを前記回転遠心ドラムの一端側から排出
する方法であり、また、前記スクリュ回転羽根を有する
回転スクリュ軸と回転遠心ドラムとは、各々独立した第
１、第２モータによって回転駆動すると共に、前記非同
期回転は一定時間毎に行う方法であり、また、前記回転
スクリュ軸の端部に滑り軸受を介して接続されたヘドロ
導入パイプにより前記研削液ヘドロを前記回転遠心ドラ
ム内に導入する方法であり、また、前記回転遠心ドラム
への前記研削液ヘドロの供給は、連続して行われる方法
であり、また、本発明による研削液砥石粒除去装置は、
研削盤の砥石研削による研削液ヘドロを、遠心分離部を
介してヘドロと液体に遠心分離するようにした研削液砥
石粒除去装置において、前記遠心分離部は、支持ケース
に回転自在に設けられ複数の廃液穴を有する回転遠心ド
ラムと、前記回転遠心ドラム内に同軸状に設けられ前記
回転遠心ドラム内で複数の隔室を形成するスクリュ回転
羽根を有する回転スクリュ軸とを備え、前記回転遠心ド
ラムとスクリュ回転羽根とが同期回転時に前記遠心分離
が行われ、前記回転遠心ドラムとスクリュ回転羽根とが
非同期回転時に前記ヘドロが各隔室を経て前記回転遠心
ドラムから外部に排出されるようにした構成であり、ま
た、前記支持ケースに設けられた第１、第２モータを有
し、前記第１モータにより前記回転遠心ドラムを回転
し、前記第２モータにより前記回転スクリュ軸を回転さ
せるようにした構成であり、また、前記回転スクリュ軸
の端部には、滑り軸受を介して接続されたヘドロ導入パ
イプが前記支持ケースに固定され、前記ヘドロ導入パイ
プと前記回転遠心ドラムとの間には回転シール材が設け
られている構成であり、また、前記支持ケースの下部に
はヘドロ液タンクが設けられ、前記ヘドロ液タンク内の
前記研削液ヘドロが前記ヘドロ液タンクに設けられたヘ
ドロ汲み上げポンプにより前記回転遠心ドラム内に汲み
上げられるようにした構成である。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による研
削液砥石粒除去方法及び装置の好適な実施の形態につい
て説明する。図１は本発明による装置の要部を示す拡大
断面図、図２は全体構成を示す斜視図、図３から図８は
液体排出原理を示す動作説明図である。図１において符
号１で示されるものは回転遠心ドラムであり、その外周
には軸方向に距離をおいて３ケ所の廃液穴１１、１２、
１３が設けられ、この廃液穴１１、１２、１３は円周方
向に複数個加工されている。また、回転遠心ドラム１は
支持ケース４の回転軸受２及び３にて外周を支えられ円
滑に回転できるように構成されている。さらに回転遠心
ドラム１はプーリ６、ベルト７、プーリ８を介して前記
支持ケース４上の第１モータ９にて駆動され（駆動する
ための電気装置は図示省略）高速回転するように構成さ
れている。次に、１５はヘドロ導入パイプであり、配管
継ぎ手１６及び図２の配管ホース４５を介してヘドロ汲
み上げポンプ４３（図２）によりヘドロを導入し、先端
部の開口穴１９より回転遠心ドラム１内にヘドロを供給
する役目を担っている。また、ヘドロ導入パイプ１５は
支持ケース４上の支持台１８、位置決めネジ１７により
固定され、回転シール材１４により、回転遠心ドラム１
と間接接合され回転遠心ドラム１内よりヘドロ液が流出
しないように構成されている。次に、２１は回転スクリ
ュ軸であり、その先端部に回転遠心ドラム１内滞留ヘド
ロを掻き落とすためのスクレーバ板２０ａを持つスクリ
ュ回転羽根２０を有し、コロガリ軸受２３、ならびに回
転スクリュ軸２１の先端部とヘドロ導入パイプ１５の先
端部にて滑り軸受２２として円滑に回転できるように構
成されている。また、回転スクリュ軸２１はプーリ２
４、ベルト２５、プーリ２６を介して支持ケース４上の
第２モータ２７にて駆動され、（駆動するための電気制
御装置は図示省略）高速回転できるように構成されてい
る。次に、回転遠心ドラム１ならびにスクリュ回転羽根
２０は支持ケース４、液飛散防止板１０、液飛散遮蔽板
３０により遮蔽された空間を作り、遠心分離された廃液
が外部に飛散しないように構成している。また、回転遠
心ドラム１の各廃液穴１１、１２、１３から排出した廃
液である液体は支持ケース４のほぼ中央位置に形成され
た排出管２９より排出されるように構成されている。さ
らに、遠心分離されたヘドロ３００はスクリュ回転羽根
２０により回転遠心ドラム１内に形成された複数の隔室
１００を経て搬送され、排出シュート３１から排出でき
るように構成されている。

【０００６】従って、前記回転遠心ドラム１及びスクリ
ュ回転羽根２０は、互いに同軸配置されていることによ
り遠心分離部２００を構成している。前述の図１で示さ
れる構成は、主として遠心分離部２００を示しており、
この遠心分離部２００の支持ケース４の下部にはヘドロ
液タンク４０が設けられ、このヘドロ液タンク４０内に
は前記排出管２９が案内されている。前記ヘドロ液タン
ク４０内には、撹拌モータ４６により駆動される撹拌羽
根４７が設けられ、ヘドロ汲み上げポンプ４３に接続さ
れた吸い込みパイプ４４が設けられている。

【０００７】前記ヘドロ汲み上げポンプ４３で汲み上げ
られた研削液ヘドロは、配管ホース４５を経てヘドロ導
入パイプ１５から開口穴１９を経由して回転遠心ドラム
１内に導入されるように構成されている。前記ヘドロ液
タンク４０の上部位置には、オーバーフローパイプ４１
が設けられており、一定レベル以下に抑えられるように
構成されている。また、前記回転遠心ドラム１の先端側
から搬出された塊状のヘドロ３００は、排出シュート３
１を経て容器４８内へ回収されるように構成されてい
る。

【０００８】まず、図２で示されるように、回転遠心ド
ラム１を第１モータ９にて駆動、一定回転数（ｎ１）で
回転させる。続いて、スクリュ回転羽根２０を第２モー
タ２７にて駆動、回転数電気制御装置（図示省略）など
でスクリュ回転羽根２０の回転数（ｎ２）を調整し、ｎ
１＝ｎ２＝同期状態となるようにする。次に、ヘドロ３
００汲み上げポンプ４３によってヘドロ液をヘドロ導入
パイプ１５より供給する。この状態で回転遠心ドラム１
内部の図示した各位置Ｂ〜Ｃ、Ｃ〜Ｅ及びＥ〜Ｆにおけ
る各隔室１００はスクリュ回転羽根２０が同期回転し仕
切られた部屋となっているため、初めはＢ〜Ｃにて遠心
分離され廃液は廃液穴１１より流出、ヘドロは回転遠心
ドラム１の位置Ｂ〜Ｃの内壁に、一定時間後（Ｔ１分）
には、こびりついた状態になる。この一定時間（Ｔ１
分）後に、スクリュ回転羽根２０の回転数を少し減少さ
せると（モータ２７の電気制御装置で制御するが図示省
略）回転遠心ドラム１の回転数（ｎ１）とスクリュ回転
羽根２０の回転数（ｎ２）は違ってくるため、スクリュ
回転羽根２０は回転遠心ドラム１内のヘドロ３００を位
置Ｃ〜Ｅに掻き出し移送する。（なお、スクリュ回転羽
根２０が回転数を減少した時、スクリュ回転羽根２０が
ヘドロを掻き出す方向になるように予め、回転方向を決
めておくものとする）さらに、非同期回転を短い一定時間（Ｔ２秒）後に、再
度スクリュ回転羽根２０の回転数をｎ１＝ｎ２の同期状
態にすると、ヘドロの移送は止まり、回転遠心ドラム１
の位置Ｂ〜Ｃの内壁には新たな遠心分離によるヘドロが
こびりつく状態になる。一方で回転遠心ドラム１の位置
Ｃ〜Ｅの内壁には移送時のヘドロ液の一部と混じった凝
縮ヘドロが滞留し遠心分離され、廃液は廃液穴１２より
流出、ヘドロは回転遠心ドラム１の位置Ｃ〜Ｅの内壁に
こびりついた状態になる。続いて、一定時間（Ｔ１分）
後に再度、スクリュ回転羽根２０の回転数を少し減少さ
せると前記同様、回転遠心ドラム１の回転数（ｎ１）と
スクリュ回転羽根２０の回転数（ｎ２）は違ってくるた
め、各位置Ｂ〜Ｃ、Ｃ〜Ｅの内壁にこびりついたヘドロ
はそれぞれＣ〜Ｅ、Ｅ〜Ｆへ移送される。続いて、再
度、短い一定時間（Ｔ２秒）後にスクリュ回転羽根２０
の回転数をｎ１＝ｎ２の同期状態にすると前記同様、ヘ
ドロは回転遠心ドラム１の位置Ｂ〜Ｃの内壁には新たな
ヘドロがこびりつく、さらに各位置Ｃ〜Ｅ、Ｅ〜Ｆの内
壁の凝縮ヘドロも同時に遠心分離され、廃液は廃液穴１
２、１３から流出し、位置Ｅ〜Ｆでは殆ど、液と分離さ
れたヘドロがこびりつく状態になる。以上述べたごと
く、本装置のスクリュ回転羽根２０の回転数を一定時間
（Ｔ１分、Ｔ２秒）毎に可変とすることにより、回転遠
心ドラム１内の連続的に遠心分離されたヘドロは回転遠
心ドラム１内を移送され、最終的に図示位置Ｇより排出
シュート３１を通ってヘドロ３００が排出される。

【０００９】従って、回転遠心ドラム１内に遠心分離滞
留したヘドロは一定時間毎のスクリュ回転羽根２０の回
転数の減少でスクリュ回転羽根２０ならびにスクレーバ
板２０ａによって、一定時間毎に掻き出され排出シュー
ト３１に導かれ、容器４８に収容されるようになってい
る。この間ヘドロ汲み上げポンプ４３は停止することな
くヘドロ液を連続して回転遠心ドラム１内に送り続ける
のでヘドロ液タンク４０内のヘドロ液は徐々にヘドロを
分離された液体になってくる。なお、このヘドロ液（研
削液ヘドロ）は連続して供給しているが、間欠的とする
こともできる。

【００１０】次に、前述の液体排出状態をより具体的に
示すと図３から図８で示す通りである。位置Ｂから流入
するヘドロ液（液体と固体の混合したもの）を図３のよ
うにして流入を止めたとして説明する。図３の状態では
回転遠心ドラム１内の隔室１００部分は図示、（イ）
（ロ）のようになっており、回転遠心ドラム１の回転に
より、重い物（ヘドロ）と水（液体）とに分離された状
態になる。さらに、（ハ）の部分の液体は、図４の
（ハ）の状態となり、回転遠心ドラム１の遠心力によ
り、図５の（ニ）の部位に拡散して行く。続いて、図５
の状態では、（ニ）の部位はさらに拡散し、廃液穴１１
より（ホ）として排出される。この排出により（ニ）の
液位が下がると前段より（ハ）→（ニ）→（ホ）と液位
は隔室１００のスクリュ回転羽根２０のリードに沿って
移動し、最終的には、液体は全部排出される。即ち、ヘ
ドロ中の液体は連続して各廃液穴１１、１２、１３に導
かれる。また、（ロ）の部位のヘドロもドラム内壁に益
々付着して成長して行き、その末端が廃液穴１１に到達
すると、その時は分離不能になることになる。従って、
その前に、スクリュ回転羽根２０の回転速度を回転遠心
ドラム１の速度よりも低速とすることによって非同期回
転を一定時間のみ行い、すみやかに次段の隔室１００に
移送するように制御する。

【００１１】また、ヘドロ３００の移送時において、図
６のような状態から図７のように、廃液穴１１からはヘ
ドロと水の混合したヘドロが洩れ出ることになるが、そ
の割合は回転遠心ドラム１の内径に比べて、廃液穴１１
の割合を１／１０以下にしているためと、回転遠心ドラ
ム１とスクリュ回転羽根２０の非同期回転差を大きくす
ることで、スクリュ回転羽根２０の移送効率が悪くて
も、図７から図８への移行（次回分離）は数秒以内にと
どまるため１００％分離とは行かないが、大部分のヘド
ロが次段の隔室１００へ移送される。また、図示しない
沈殿タンクを併用した循環回路を組むことで、負荷へ研
削ヘドロを送ることなく、沈殿タンクよりヘドロを回収
することができる。

【００１２】

【発明の効果】本発明による研削液砥石粒除去方法及び
装置は、以上のように構成されているため、次のような
効果を得ることができる。すなわち、回転遠心ドラムと
スクリュ回転羽根とを同軸配置でかつ各々独立して回転
駆動できるように構成されているため、同期回転時は液
体を除去することができ、非同期回転時には廃液後のヘ
ドロを回転遠心ドラムの端部側に搬送して排出し、回収
することができ、研削盤などの研削液に含有される砥石
粒などの非金属物質の遠心分離除去が効率的にできる。
また、煩雑なフィルタの目詰まり逆洗浄、交換などが不
要となり、保守性の良い、種々の汚れ液、不要物分離な
どに利用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による研削液砥石粒除去方法及び装置の
遠心分離部を示す要部の断面図である。

【図２】図１の遠心分離部を含む全体構成を示す斜視図
である。

【図３】図１の遠心分離状態を示す要部の断面図であ
る。

【図４】図３の次の状態を示す断面図である。

【図５】図４の次の状態を示す断面図である。

【図６】図５の次の状態を示す断面図である。

【図７】図６の次の状態を示す断面図である。

【図８】図７の次の状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１回転遠心ドラム２回転軸受３
回転軸受４支持ケース５支持ケース７
ベルト８プーリ９第１モータ１０
液飛散防止液１１廃液穴１２廃液穴１
３廃液穴１４回転シール材１５ヘドロ導入パイプ１６配管継ぎ手１９先端部の開口穴２０スクリュ回転羽根２０ａスクレーバ板２１回転スクリュ軸２２滑り軸受２
７第２モータ２９排出管３０液飛散遮蔽板３
１排出シュート４０ヘドロ液タンク４３ヘドロ汲み上げポ
ンプ４４吸い込みパイプ４５配管ホース４
６撹拌モータ４７撹拌羽根４８容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者米広修広島県広島市安芸区船越南１丁目６番１号株式会社日本製鋼所内Ｆターム(参考） 3C047 GG13 GG17 GG18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】研削盤の砥石研削による研削液ヘドロ
を、遠心分離部(200)を介してヘドロ(300)と液体に遠心
分離するようにした研削液砥石粒除去方法において、前
記遠心分離部(200)に設けられ各々独立して回転可能な
回転遠心ドラム(1)とスクリュ回転羽根(20)を同期回転
させることにより前記研削液ヘドロを遠心分離して前記
回転遠心ドラム(1)の廃液穴(11、12、13)から液体を排出
し、前記同期回転を解除して前記回転遠心ドラム(1)とス
クリュ回転羽根(20)を非同期回転させることにより、前
記ヘドロ(300)を前記回転遠心ドラム(1)の一端側から排
出することを特徴とする研削液砥石粒除去方法。
【請求項２】前記スクリュ回転羽根(20)を有する回転
スクリュ軸(21)と回転遠心ドラム(1)とは、各々独立し
た第１、第２モータ(9、27)によって回転駆動すると共
に、前記非同期回転は一定時間毎に行うことを特徴とす
る請求項１記載の研削液砥石粒除去方法。
【請求項３】前記回転スクリュ軸(21)の端部に滑り軸
受(22)を介して接続されたヘドロ導入パイプ(15)により
前記研削液ヘドロを前記回転遠心ドラム(1)内に導入す
ることを特徴とする請求項１又は２記載の研削液砥石粒
除去方法。
【請求項４】前記回転遠心ドラム(1)への前記研削液
ヘドロの供給は、連続して行われることを特徴とする請
求項１ないし３の何れかに記載の研削液砥石粒除去方
法。
【請求項５】研削盤の砥石研削による研削液ヘドロ
を、遠心分離部(200)を介してヘドロ(300)と液体に遠心
分離するようにした研削液砥石粒除去装置において、前
記遠心分離部(200)は、支持ケース(4)に回転自在に設け
られ複数の廃液穴(11、12、13)を有する回転遠心ドラム
(1)と、前記回転遠心ドラム(1)内に同軸状に設けられ前
記回転遠心ドラム(1)内で複数の隔室(100)を形成するス
クリュ回転羽根(20)を有する回転スクリュ軸(21)とを備
え、前記回転遠心ドラム(1)とスクリュ回転羽根(20)と
が同期回転時に前記遠心分離が行われ、前記回転遠心ド
ラム(1)とスクリュ回転羽根(20)とが非同期回転時に前
記ヘドロ(300)が各隔室(100)を経て前記回転遠心ドラム
(1)から外部に排出されるように構成したことを特徴と
する研削液砥石粒除去装置。
【請求項６】前記支持ケース(4)に設けられた第１、
第２モータ(9,27)を有し、前記第１モータ(9)により前
記回転遠心ドラム(1)を回転し、前記第２モータ(27)に
より前記回転スクリュ軸(21)を回転させるように構成し
たことを特徴とする請求項５記載の研削液砥石粒除去装
置。
【請求項７】前記回転スクリュ軸(21)の端部には、滑
り軸受(22)を介して接続されたヘドロ導入パイプ(15)が
前記支持ケース(4)に固定され、前記ヘドロ導入パイプ
(15)と前記回転遠心ドラム(1)との間には回転シール材
(14)が設けられていることを特徴とする請求項５又は６
記載の研削液砥石粒除去装置。
【請求項８】前記支持ケース(4)の下部にはヘドロ液
タンク(40)が設けられ、前記ヘドロ液タンク(40)内の前
記研削液ヘドロが前記ヘドロ液タンク(40)に設けられた
ヘドロ汲み上げポンプ(43)により前記回転遠心ドラム
(1)内に汲み上げられるように構成したことを特徴とす
る請求項５ないし７の何れかに記載の研削液砥石粒除去
装置。