JP2005161506A - 切削液分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作動部材５５と固定リング５３の協働による絞め作用で、属切粉Ｓに含有した切削油Ｌを金属切粉Ｓから分離する。
【解決手段】 金属切粉Ｓを収容する筒状の収容ケース１３内に、金属切粉Ｓを前方向へ送って収容ケース１３の開口部１９近傍で圧縮するスクリューコンベア２９が配置され、収容ケース１３の開口部１９の周縁部に雌テーパ面５３ｔを有した固定リング５３が設けられ、スクリューコンベア２９に対向する位置に雄テーパ面５５ｔを有しかつ固定リング５３と協働して金属切粉Ｓを絞める作動部材５５を後方向へ押圧する油圧シリンダ５７が設けられ、スクリューコンベア２９の圧縮力が油圧シリンダ５７の押圧力を越えると、スクリューコンベア２９の圧縮力で作動部材５５が前方向へ押されて、作動部材５５と固定リング５３の協働で絞められた金属切粉Ｓが雄テーパ面５５ｔと雌テーパ面５３ｔとの間から収容ケース１３の外へ排出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、切削液を含有した金属切粉から切削液を分離する切削液分離装置に関する。

従来の切削液分離装置の先行技術として特許文献１に示すものがある。

即ち、従来の前記切削液分離装置は、金属切粉を収容する筒状の収容ケースを具備しており、この収容ケースは、第１水平スリーブと、この第１水平スリーブの上下に離隔した第２水平スリーブと、前記第１水平スリーブと前記第２水平スリーブを連結（連通）しかつ上下方向に対して傾斜した傾斜スリーブとからなっている。また、前記第１水平スリーブの底部には、切削液が通過可能な複数の回収穴が形成されており、前記第２水平スリーブは、前側に、金属切粉が排出される排出口を有している。

前記第１水平スリーブ内には、金属切粉を前方向へ圧縮する圧縮部材が配置されており、前記第１水平スリーブの後側には、前記圧縮部材を前後方向へ往復動（前方向へ往動・後方向へ復動）させる油圧シリンダが設けられている。ここで、前記圧縮部材の前後方向の往復動を繰り返すと、前記収容ケースに収容された金属切粉が前記第１水平スリーブ、前記傾斜スリーブ、前記第２水平スリーブに沿って前方向へ移動して前記排出口から前記収容ケースの外へ排出されるように構成されている。

従って、前記油圧シリンダの駆動によって前記圧縮部材を前方向へ往動させて、後方向へ復動させる。これにより、前記収容ケースに収容された金属切粉を前方向へ圧縮することができ、金属切粉に含有した切削液の一部を金属切粉から分離する（絞り出す）ことができる。なお、前記圧縮部材による圧縮作用によって分離した切削液は、複数の前記回収穴を通過して前記収容ケースの外側で回収される。

そして、前記収容ケース内に切削液を含有した金属切粉が適宜に投入されつつ、前記圧縮部材の前後方向の往復動を繰り返すと、前記収容ケースに収容された金属切粉が前記第１水平スリーブ、前記傾斜スリーブ、前記第２水平スリーブに沿って前方向へ移動して前記排出口から前記収容ケースの外へ排出される。一方、金属切粉が前記傾斜スリーブに沿って移動する過程において、金属切粉に残存した切削液は自身の自重作用によって金属切粉から分離することができる。なお、自重作用によって分離した切削液は、複数の前記回収穴を通過して前記収容ケースの外で回収される。
特開平９−２７７１３７号公報

ところで、金属切粉が前記排出口から前記収容ケースの外へ排出されるまでに、前記圧縮部材による圧縮作用及び切削液の自重作用によって、金属切粉に含有した切削液を金属切粉から十分に分離することは容易でない。特に、粘性の強い切削油（切削液の一つ）を金属切粉から十分に分離することは極めて困難である。そのため、前記収容ケースの外に排出された金属切粉に多くの切削液が残存する場合が生じ、このような場合には、圧縮固形化装置（例えば特開２００２−３６１４９３号公報、特開２００２−１５９９５０号公報等参照）によって排出された金属切粉を圧縮固形化して再利用することができないという問題がある。

請求項１に記載の発明にあっては、切削液を含有した金属切粉から切削液を分離する切削液分離装置において、
前側に開口部を有し、底部に切削液が通過可能な回収穴が形成され、金属切粉を収容する筒状の収容ケースと；
前記収容ケース内に配置され、前記収容ケースの長手方向へ延びたスクリュー軸と、このスクリュー軸に巻き付くように設けられたスパイラル羽根とを備えてあって、金属切粉を前方向へ送って前記開口部近傍で圧縮するスクリューコンベアと；
前記スクリューコンベアを前記スクリュー軸の軸心を中心として回転させる送りモータと；
前記収容ケースの前記開口部の周縁部に設けられ、内周側に前方向へテーバ状に拡がる雌テーパ面を有した固定リングと；
前記スクリューコンベアに対向する位置に配置され、外周側に前方向へテーバ状に拡がりかつ前記雌テーパ面を圧接可能な雄テーパ面を有してあって、前記固定リングと協働して金属切粉を絞める作動部材と；
前記作動部材を後方向へ押圧する油圧シリンダと；を具備してあって、
前記スクリューコンベアによる圧縮力が前記油圧シリンダによる押圧力を越えると、前記スクリューコンベアによる圧縮力によって前記作動部材が前方向へ押されて、前記作動部材と前記固定リングの協働により絞められた金属切粉が前記雄テーパ面と前記雌テーパ面との間から前記収容ケースの外へ排出されるように構成されていることを特徴とする。

ここで、前記固定リングは、前記収容ケースに一体に形成されても差し支えない。

請求項１に記載の発明特定特定事項によると、前記油圧シリンダの駆動によって前記作動部材を後方向へ押圧して、前記作動部材の前記雄テーパ面を前記固定リングの前記雌テーパ面に圧接させる。また、前記送りモータの駆動によって前記スクリューコンベアを前記スクリュー軸の軸心を中心として回転させる。これにより、前記収容ケースに収容された金属切粉を前記スクリューコンベアによって前方向へ送って前記開口部付近で圧縮することができると共に、前記スクリューコンベアの圧縮作用によって金属切粉に含有した切削液の一部を金属切粉から分離する（絞り出す）ことができる。なお、前記スクリューコンベアによる圧縮作用によって分離した切削液は、前記回収穴を通過して前記収容ケースの外で回収される。

更に、前記スクリューコンベアによる圧縮力が前記油圧シリンダによる押圧力を越えると、前記スクリューコンベアによる圧縮力によって前記作動部材が前方向へ押されて、前記作動部材と前記固定リングの協働により絞められた金属切粉が前記雄テーパ面と前記雌テーパ面との間から前記収容ケースの外へ排出される。一方、前記スクリューコンベアによる圧縮作用の他に、前記作動部材と前記固定リングの協働による絞め作用によって、金属切粉に含有した切削液を金属切粉から十分かつ確実に分離することができる。なお、前記作動部材と前記固定リングの協働による絞め作用によって分離した切削液は、前記回収穴を通過して前記収容ケースの外で回収される。

請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載の発明特定事項の他に、前記収容ケース内に前記スクリューコンベアの先端側部分を囲むように設けられた筒状のフィルタと；を具備してなることを特徴する。

請求項２に記載の発明特定事項によると、請求項１に記載の発明特定事項による作用の他に、前記スクリューコンベアによるの圧縮作用によって、金属切粉に含有した切削液の一部が前記フィルタの外側へ染み出て、切削液の一部を金属切粉から分離することができる。

請求項３に記載の発明にあっては、請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項の他に、前記作動部材の軸心と前記スクリュー軸の軸心は同じ軸心上に位置するように構成され、前記作動部材の先端面の径と前記スクリュー軸の先端面の径は略同じになるように構成されたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明特定事項によると、請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項による作用の他に、前記作動部材の軸心と前記スクリュー軸の軸心は同じ軸心上に位置するように構成され、前記作動部材の先端面の径と前記スクリュー軸の先端面の径は略同じになるように構成されたため、前記スクリューコンベアによる圧縮力によって前記作動部材を前方向へ効率よく押すことができる。

請求項４に記載の発明にあって、請求項３に記載の発明特定事項の他に、前記作動部材の前記雄テーパ面が前記固定リングの前記雌テーパ面を圧接したときにおける、前記作動部材の先端面と前記スクリュー軸の先端面との間隙Ｄとした場合に、０mm＜Ｄ＜１．０mmの関係が成立するように構成されたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明特定事項によると、請求項３に記載の発明特定事項による作用の他に、０mm＜Ｄであるため、前記作動部材の先端面と前記スクリュー軸の先端面が接触することがなく、Ｄ＜１．０mmであるため、前記スクリューコンベアによる圧縮力によって前記作動部材を前方向へ効率よく押すことができる。

請求項５に記載の発明にあっては、請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の発明特定事項の他に、前記固定リングは前記収容ケースに対して着脱可能に構成されたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明特定事項によると、請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の発明特定事項による作用の他に、前記固定リングは前記収容ケースに対して着脱可能に構成されているため、前記雌テーパ面に摩耗等の欠陥が生じた場合には、前記固定リングのみを交換すれば足りる。

請求項１から請求項５のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、前記スクリューコンベアによる圧縮作用の他に、前記作動部材と前記固定リングの協働による絞め作用によって、金属切粉に含有した切削液を金属切粉から十分かつ確実に分離することができるため、前記雄テーパ面と前記雌テーパ面との間から前記収容ケースの外に排出された金属切粉には、切削油がほとんど含まれておらず、排出された金属切粉を圧縮固形化装置によって圧縮固形化して容易かつ確実に再利用することができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、前述の効果を奏する他に、前記雌テーパ面に摩耗等の欠陥が生じた場合には、前記固定リングのみを交換すれば足りるため、前記切削液分離装置を長期に亘って使用することができる。

以下、本発明の最良の形態について図１から図４を参照して説明する。

図１は、本発明の最良の形態に係わる切削液分離装置の側断面図であって、図２は、図１における矢視部Iの拡大図であって、図３（ａ）は、図３（ｂ）における矢視部IIを示す図であって、図３（ｂ）は、本発明の最良の形態に係わるスクリューコンベアを示す図であって、図４は、本発明の最良の形態に係わるフィルタを示す図である。

ここで、特許公報掲載時の図面の向きを基準として、「前後」とは、図１，図２，図３（ｂ），図４において左右、図３（ａ）において紙面に向かって表裏のことをいい、「上下」とは、図１から図４において上下のことをいう。

図１及び図２に示すように、本発明の最良の形態に係わる切削液分離装置１は、切削油（切削液の一つ）Ｌを含有した金属切粉Ｓから切削油Ｌを分離する装置であって、前後方向へ延びた基台３を具備しいる。また、基台３には、一対の支持ブラケット５，７が立設されており、一方の支持ブラケット５には、支持プレート９が複数の連結バーに１１よって一体的に連結されている。

一対の支持ブラケット５，７には、金属切粉Ｓを収容する筒状の収容ケース１３が設けられており、この収容ケース１３は、フロントスリーブ１５と、このフロントスリーブ１５の後側に一体的に設けられたリアスリーブ１７とからなっている。また、フロントスリーブ１５は、前側に、開口部１９を有しており、フロントスリーブ１５の底部（下部）には、切削油Ｌが通過可能な回収長穴２１が形成されている。更に、リアスリーブ１７の上部には、切削油Ｌを含有した金属切粉Ｓが通過可能な投入穴２３が形成されており、リアスリーブ１７の底部には、切削油Ｌが通過可能な補助回収穴２５が形成されている。

リアスリーブ１７の上側には、切削油Ｌを含有した金属切粉Ｓを収容ケース１３内に投入するホッパ２７が設けられており、このホッパ２７は、投入穴２３を介して収容ケース１３内に連通してある。

図１から図３に示すように、収容ケース１３内には、金属切粉Ｓを前方向へ送って開口部１９付近で圧縮するスクリューコンベア２９が配置されており、このスクリューコンベア２９は、収容ケース１３の長手方向へ延びたスクリュー軸３１と、このスクリュー軸３１に巻き付くように設けられたスパイラル羽根３３とを備えている。ここで、スクリュー軸３１の基端側部分は、リアスリーブ１７の後端部にベアリング３５を介して回転自在に支持されている。また、スパイラル羽根３３の先端側部分３３ａにおける羽根厚さが残りの部分（先端側部分３３ａ以外の部分）３３ｂにおける羽根厚さよりも厚くなるように構成されてあって、スパイラル羽根３３の先端側の巻端３３ｅはスクリュー軸３１に対して直交するように構成されている。更に、スクリューコンベア２９における先端側の所定部分（図３（ｂ）において斜線で示す部分）には、溶射によって耐磨耗コーティングがされている。

支持ブラケット７の上部には、スクリューコンベア２９をスクリュー軸３１を中心として回転させる送りモータ３７が設けられており、リアスリーブ１７の後側には、減速機構３９を内蔵したギアボックス４１が設けられている。ここで、送りモータ３７の出力軸（図示省略）は、減速機構３９を介してスクリュー軸３１に連動連結されている。

図１、図２、図４に示すように、フロントスリーブ１５内には、筒状のフィルタ４３がスクリューコンベア２９の先端側部分を囲むように設けられており、このフィルタ４３は、フロントスリーブ１５に対して回り止めされている。また、フィルタ４３は、多数の細孔４５を有した筒状のフィルタ本体４７と、このフィルタ本体４７の外周部に一体的に設けられかつフィルタ本体４７を補強する複数の補強リング４９とを備えている。また、フロントスリーブ１５とリアスリーブ１７との間には、フィルタ４３の後方向の移動を規制するストッパリング５１が設けられており、このストッパリング５１の内周面は、スパイラル羽根３３の周縁面の一部を支持することできるように構成されている。

図１及び図２に示すように、フロントスリーブ１５の開口部１９の周縁部には、固定リング５３が設けられており、この固定リング５３は、内周側に、前方向へテーパ状に拡がる雌テーパ面５３ｔを有してあって、取付ボルト（図示省略）によってフロントスリーブ１５に対して着脱可能に構成されている。また、スクリューコンベア２９に前後に対向する位置には、固定リング５３と協働して金属切粉Ｓを絞める作動部材５５が配置されており、この作動部材５５は、外周側に、前方向へテーパ状に拡がりかつ雌テーパ面５３ｔを圧接可能な雄テーパ面５５ｔを有している。

ここで、作動部材５５の軸心とスクリュー軸３１の軸心は同じ軸心上に位置するように構成されてあって、作動部材５５の先端面５５ｆの径とスクリュー軸３１の先端面３１ｆの径は略同じになるように構成されている。また、作動部材５５の雄テーパ面５５ｔが固定リング５３の雌テーパ面５３ｔを圧接したときにおける、作動部材５５の先端面５５ｆとスクリュー軸３１の先端面３１ｆとの間隙Ｄとした場合に、０mm＜Ｄ＜１．０mmの関係が成立するように構成されている。

収容ケース１３の前方には、作動部材５５を後方向へ押圧する油圧シリンダ５７が設けられており、この油圧シリンダ５７は、支持プレート９に設けられたシリンダ本体５９と、このシリンダ本体５９に前後方向へ移動可能に設けられたピストンロッド６１とを備えている。また、ピストンロッド６１の先端部は、作動部材５５の中央部は一体的に連結されている。

ここで、スクリューコンベア２９による圧縮力が油圧シリンダ５７による押圧力を越えると、スクリューコンベア２９による圧縮力によって作動部材５５が前方向へ押されて、作動部材５５と固定リング５３の協働により絞められた金属切粉Ｓが雄テーパ面５５ｔと雌テーパ面５３ｔとの間から収容ケース１３の外へ排出されるように構成されている。

基台３における回収長穴２１の下方及び補助回収穴２５の下方には、切削油Ｌを回収する切削油回収箱（オイルパン）６３，６５がそれぞれ設けられている。また、基台３の前側には、金属切粉Ｓを回収する切粉回収箱６７が設けられており、基台に３おける固定リング５３の下方には、収容ケース１３の外へ排出された金属切粉Ｓを切粉回収箱６７に送り出すシュータ６９が設けられている。

次に、本発明の最良の形態の作用について説明する。

油圧シリンダ５７の駆動によって作動部材５５を後方向へ押圧して、作動部材５５の雄テーパ面５５ｔを固定リング５３の雌テーパ面５３ｔに圧接させる。また、送りモータ３７の駆動によってスクリューコンベア２９をスクリュー軸３１の軸心を中心として回転させる。これにより、収容ケース１３に収容された金属切粉Ｓをスクリューコンベア２９によって前方向へ送って開口部１９付近で圧縮することができると共に、スクリューコンベア２９の圧縮作用によって金属切粉Ｓに含有した切削油Ｌの一部がフィルタ４３の外側へ染み出て、切削油Ｌの一部を金属切粉Ｓから分離する（絞り出す）ことができる。なお、スクリューコンベア２９による圧縮作用によって分離した切削油Ｌは、回収長穴２１を通過して切削油回収箱６３に回収されると共に、収容ケース１３内に金属切粉Ｓを投入することによって分離した切削油Ｌは、補助回収穴２５を通過して切削油回収箱６５に回収される。

更に、スクリューコンベア２９による圧縮力が油圧シリンダ５７による押圧力を越えると、スクリューコンベア２９による圧縮力によって作動部材５５が前方向へ押されて、作動部材５５と固定リング５３の協働により絞められた金属切粉Ｓが雄テーパ面５５ｔと雌テーパ面５３ｔとの間から収容ケース１３の外へ排出される。一方、スクリューコンベア２９による圧縮作用の他に、作動部材５５と固定リング５３の協働による絞め作用によって、金属切粉Ｓに含有した切削油Ｌを金属切粉Ｓから十分かつ確実に分離することができる。なお、収容ケース１３の外へ排出され金属切粉Ｓは、シュータ６９を経由して切粉回収箱６７に回収されると共に、作動部材５５と固定リング５３の協働による絞め作用によって分離した切削油Ｌは、回収長穴６３を通過して切削油回収箱６３に回収される。

ここで、０mm＜Ｄ（作動部材５５の先端面５５ｆとスクリュー軸３１の先端面３１ｆとの間隙）であるため、作動部材５５の先端面５５ｆとスクリュー軸３１の先端面３１ｆが接触することがない。また、作動部材５５の軸心とスクリュー軸３１の軸心は同じ軸心上に位置するように構成され、作動部材５５の先端面５５ｆの径とスクリュー軸３１の先端面３１ｆの径は略同じになるように構成されてあって、Ｄ＜１．０mmであるため、スクリューコンベア２９による圧縮力によって作動部材５５を前方向へ効率よく押すことができる。

また、前述の作用の他に、固定リング５３は収容ケース１３に対して着脱可能に構成されているため、雌テーパ面５３ｔに摩耗等の欠陥が生じた場合には、固定リング５３のみを交換すれば足りる。

以上の如き、本発明の最良の形態によれば、スクリューコンベア２９による圧縮作用の他に、作動部材５５と固定リング５３の協働による絞め作用によって、金属切粉Ｓに含有した切削油Ｌを金属切粉Ｓから十分かつ確実に分離することができるため、雄テーパ面５５ｔと雌テーパ面５３ｔとの間から収容ケース１３の外に排出された金属切粉Ｓには、切削油Ｌがほとんど含まれておらず、排出された金属切粉Ｓを圧縮固形化装置（例えば特開２００２−３６１４９３号公報、特開２００２−１５９９５０号公報等参照）よって圧縮固形化して容易かつ確実に再利用することができる。

また、雌テーパ面５３ｔに摩耗等の欠陥が生じた場合には、固定リング５３のみを交換すれば足りるため、切削液分離装置１を長期に亘って使用することができる。

なお、本発明は、前述の発明の最良の形態の説明に限るものではなく、適宜の変更を行うことにより、その他種々の態様で実施可能である。

本発明の最良の形態に係わる切削液分離装置の側断面図である。 図１における矢視部Iの拡大図である。 図３（ａ）は、図３（ｂ）における矢視部IIを示す図であって、図３（ｂ）は、本発明の最良の形態に係わるスクリューコンベアを示す図である。 本発明の最良の形態に係わるフィルタを示す図である。

符号の説明

Ｌ…切削油
Ｓ…金属切粉
１…切削液分離装置
１３…収容ケース
１９…開口部
２１…回収長穴
２７…ホッパ
２９…スクリューコンベア
３１…スクリュー軸
３１ｆ…先端面
３３…スパイラル羽根
３５…ベアリング
３７…モータ
４３…フィルタ
５３…固定リング
５３ｔ…雌テーパ面
５５…作動部材
５５ｆ…先端面
５５ｔ…雄テーパ面
５７…油圧シリンダ

Claims (5)

1. 切削液を含有した金属切粉から切削液を分離する切削液分離装置において、
   前側に開口部を有し、底部に切削液が通過可能な回収穴が形成され、金属切粉を収容する筒状の収容ケースと；
   前記収容ケース内に配置され、前記収容ケースの長手方向へ延びたスクリュー軸と、このスクリュー軸に巻き付くように設けられたスパイラル羽根とを備えてあって、金属切粉を前方向へ送って前記開口部近傍で圧縮するスクリューコンベアと；
   前記スクリューコンベアを前記スクリュー軸の軸心を中心として回転させる送りモータと；
   前記収容ケースの前記開口部の周縁部に設けられ、内周側に前方向へテーバ状に拡がる雌テーパ面を有した固定リングと；
   前記スクリューコンベアに対向する位置に配置され、外周側に前方向へテーバ状に拡がりかつ前記雌テーパ面を圧接可能な雄テーパ面を有してあって、前記固定リングと協働して金属切粉を絞める作動部材と；
   前記作動部材を後方向へ押圧する油圧シリンダと；を具備してあって、
   前記スクリューコンベアによる圧縮力が前記油圧シリンダによる押圧力を越えると、前記スクリューコンベアによる圧縮力によって前記作動部材が前方向へ押されて、前記作動部材と前記固定リングの協働により絞められた金属切粉が前記雄テーパ面と前記雌テーパ面との間から前記収容ケースの外へ排出されるように構成されていることを特徴とする切削液分離装置。
2. 前記収容ケース内に前記スクリューコンベアの先端側部分を囲むように設けられた筒状のフィルタと；を具備してなることを特徴する請求項１に記載の切削液分離装置。
3. 前記作動部材の軸心と前記スクリュー軸の軸心は同じ軸心上に位置するように構成され、前記作動部材の先端面の径と前記スクリュー軸の先端面の径は略同じになるように構成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の切削液分離装置。
4. 前記作動部材の前記雄テーパ面が前記固定リングの前記雌テーパ面を圧接したときにおける、前記作動部材の先端面と前記スクリュー軸の先端面との間隙Ｄとした場合に、０mm＜Ｄ＜１．０mmの関係が成立するように構成されたことを特徴とする請求項３に記載の切削液分離装置。
5. 前記固定リングは前記収容ケースに対して着脱可能に構成されたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の切削液分離装置。

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