JP2014226753A - 研削液に含まれる研削スラッジの分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】速やかに沈降しない微細な研削スラッジを効率よく分離する。【解決手段】分離装置は、分離槽４の底部に非磁性プレート５を配置して、その裏面に磁気コンベア６を配置し、非磁性プレート５には研削スラッジＳを上面に吸着させる吸着部５Ａに、上り勾配に傾斜する傾斜部５Ｂと落下部５Ｃとを連結し、磁気コンベア６でもって非磁性プレート５の表面に吸着される研削スラッジＳを吸着部５Ａから傾斜部５Ｂを通過して落下部５Ｃに移送して排出する。分離槽４は研削液Ｌの供給部７を連結してなる供給槽４Ａと、研削液Ｌの排出部８を連結している排出槽４Ｃとの間に中間槽４Ｂを連結して、中間槽４Ｂは研削液Ｌの流入側を供給槽４Ａの流出側に、反対側の流出側を排出槽４Ｃの流入側に連結しており、研削スラッジＳを含む研削液Ｌを供給槽４Ａを介して中間槽４Ｂに供給し、中間槽４Ｂで研削スラッジＳを分離した研削液Ｌを排出槽４Ｃを介して外部に排出する。【選択図】図１

Description

本発明は、研削液に含まれる研削スラッジを分離する装置に関し、特に超仕上研磨工程で発生する超微細なスラッジをも効率よく分離する装置に関する。

工作機械である研削盤等の研削機等にクーラント液、研削油等の研削液を供給するクーラント装置では、研削液を循環させる際にスラッジが混入する。スラッジは、研削屑である切り粉や、砥石の砥粒等である。このような研削液に含まれるスラッジの内、大きなスラッジは、濾過して除去できる。ただ、微細なスラッジについては効率よく除去するのが容易でない。

本発明者は、液体に含まれるスラッジを除去するために、磁気で誘導して排出する装置を開発した（特許文献１及び２参照）。この装置を図６に示す。この図に示すスラッジの分離装置は、液体が供給される分離槽９４と、分離槽９４内に配設されて、スラッジＳを表面に移動させる非磁性プレート９５と、非磁性プレート９５の表面に磁気的な吸着力でスラッジＳを吸着して排出方向に移動させる磁気コンベア９６を備える。非磁性プレート９５は、液体に含まれるスラッジＳを吸着する吸着部９５Ａと、吸着したスラッジＳを液体の外部に移送する傾斜部９５Ｂと、スラッジＳを非磁性プレート９５の先端から落下させる落下部９５Ｃとを備える。スラッジＳは、磁気コンベア９６で非磁性プレート９５の吸着部９５Ａ上面に吸着され、傾斜部９５Ｂから落下部９５Ｃに移送され、先端の落下部９５Ｃで非磁性プレート９５から分離される。これにより、微細なスラッジも分離される。

特許第２８８０９７２号公報 特許第３３１３３４３号公報

しかしながら、従来の研削スラッジ分離装置では、極めて微細な研削スラッジを効果的に除去するのが難しいという問題があった。研削スラッジは、金属製であるため通常は研削液中に沈殿するが微細な切り粉は速やかには沈降しない。速やかに沈殿し難い研削スラッジを効率よく分離するには、分離槽を長くして研削液の移送時間を長くし、あるいは分離槽の断面積を大きくして研削液の移送速度を遅くする必要がある。ただ、この分離槽は、分離槽の据え付け面積が大きくなって、狭い工場には設置できない欠点がある。

本発明は、従来のこのような問題点を解消するためになされたものである。本発明の主な目的は、速やかに沈降しない微細な研削スラッジをも効率よく分離できる研削スラッジの分離装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記の目的を達成するために本発明の分離装置は以下の構成を備える。
研削スラッジの分離装置は、研削スラッジＳを含む水溶性の研削液Ｌが供給される分離槽４と、分離槽４内に配設されて、上面に研削スラッジＳを磁気的な吸引力と自重とで沈降させる非磁性プレート５と、非磁性プレート５の裏面に配設されて、非磁性プレート５の表面に磁気的な吸引力で研削スラッジＳを吸引して排出方向に移動させる磁気コンベア６とを備える。非磁性プレート５は、研削液Ｌに含まれる研削スラッジＳを上面に吸着させる吸着部５Ａと、この吸着部５Ａに吸着される研削スラッジＳを上り勾配に移送して排出する傾斜部５Ｂと、この傾斜部５Ｂに連結されて傾斜部５Ｂから供給される研削スラッジＳを下方に落下させる落下部５Ｃとを備える。磁気コンベア６は、非磁性プレート５の表面に吸着される研削スラッジＳを吸着部５Ａから傾斜部５Ｂを通過して落下部５Ｃに移送して排出する。さらに、分離槽４は、研削スラッジＳを含む研削液Ｌを供給する供給部７を連結している供給槽４Ａと、研削スラッジＳの分離された研削液Ｌを排出する排出部８を連結している排出槽４Ｃと、供給槽４Ａと排出槽４Ｃとの間に連結している中間槽４Ｂとを備える。中間槽４Ｂには非磁性プレート５と磁気コンベア６を配置している。さらにまた、中間槽４Ｂは、研削液Ｌを移送する長手方向の一端部を研削液Ｌの流入側として、この流入側を供給槽４Ａの流出側に連結しており、さらに、流入側の反対側の端部を研削液Ｌの流出側として、この流出側を排出槽４Ｃの流入側に連結している。研削スラッジＳを含む研削液Ｌは供給槽４Ａを介して中間槽４Ｂに供給され、さらに、中間槽４Ｂで研削スラッジＳの分離された研削液Ｌを排出槽４Ｃを介して排出する。

以上の研削スラッジの分離装置は、微細な研削スラッジをも効率よく分離できる特徴がある。それは、以上の分離装置が、研削液が供給される供給槽と、研削液を排出する排出槽の間に中間槽を設けて、研削スラッジを含む研削液を供給槽を介して中間槽に供給し、さらに、中間槽で研削スラッジの分離した研削液を排出槽を介して外部に排出する構造として、研削液の供給部と研削液を排出する排出部の両方を連結しない中間槽を設けて、この中間槽でもって効率よく研削スラッジを分離するからである。供給槽に設けた供給部は、研削スラッジを含む研削液が局部的に速い流速で供給されて撹拌され、研削スラッジをスムーズに沈降させて非磁性プレートの上に堆積させるのが難しい。また、排出槽に設けた排出部も、研削スラッジの分離された研削液が局部的に速い流速で吸入されて、研削液の流れを乱すので研削スラッジが非磁性プレートの上に堆積されるのを阻害する。本発明の分離装置は、供給部も排出部も連結しない中間槽を設けている。中間槽は、供給部や排出部による研削液の移送の乱れがなく、研削スラッジをスムーズに非磁性プレートに沈降させて効率よく分離する。中間槽は一端の流入側を供給槽の流出側に連結して、他端の流出側を排出槽の流入側に連結するが、流入側と流出側とは研削液を撹拌したり乱すことなく供給槽や排出槽に連結できるので、中間槽では研削スラッジをスムーズに非磁性プレートに沈降させて効果的に分離できる。

本発明の分離装置は、供給槽４Ａに非磁性プレート５と磁気コンベア６を配置することができる。この分離装置は、供給槽においても研削スラッジを分離するので、より効果的に研削スラッジを分離できる。

本発明の分離装置は、排出槽４Ｃに非磁性プレート５と磁気コンベア６を配置することができる。この分離装置は、排出槽においても研削スラッジを分離して、より効果的に研削スラッジを分離できる。

本発明の分離装置は、分離槽４に互いに平行な垂直壁１１を配置して、この垂直壁１１でもって、分離槽４を、互いに平行に配置している、供給槽４Ａと中間槽４Ｂと排出槽４Ｃに分割することができる。この分離装置は、分離槽を簡単な構造としながら、供給槽と中間槽と排出槽とで研削スラッジをより効果的に分離できる。

本発明の分離装置は、垂直壁１１を、非磁性プレート５の上で研削液Ｌを蛇行して移送するように配置することができる。この分離槽は、分離槽に供給される研削液を、非磁性プレートの吸着部の上方で蛇行するように流して研削スラッジを速やかに分離する。

本発明の分離装置は、供給槽４Ａと中間槽４Ｂと排出槽４Ｃに非磁性プレート５を配置して、供給槽４Ａと排出槽４Ｃは、非磁性プレート５の傾斜部５Ｂを流入側に配置して、中間槽４Ｂは、非磁性プレート５の傾斜部５Ｂを流出側に配置し、中間槽４Ｂは、研削液Ｌを非磁性プレート５の吸着部５Ａから傾斜部５Ｂに移送して研削スラッジＳを分離し、排出槽４Ｃが研削液Ｌを非磁性プレート５の傾斜部５Ｂから吸着部５Ａに向かって移送して、流出側に設けた排出部８から外部に排出されるようにすることができる。

以上の分離装置は、中間槽で効率よく研削スラッジを分離でき、さらに研削スラッジの分離された研削液を排出槽に移送して、ここで研削スラッジを分離して清澄になった研削液を外部に排出できる。

本発明の分離装置は、供給槽４Ａと中間槽４Ｂと排出槽４Ｃに配置している非磁性プレート５を、連続する１枚の非磁性プレートとし、さらに供給槽４Ａと中間槽４Ｂと排出槽４Ｃに配置している磁気コンベア６を１組の磁気コンベアとすることができる。

以上の分離装置は、非磁性プレートと磁気コンベアの両方を簡単な構造としながら、研削スラッジを効果的に分離できる特徴がある。

本発明の一実施の形態に係る研削液に含まれる研削スラッジの分離装置を工作機械に接続した状態を示す平面図である。 図１に示す分離装置のＩＩ−ＩＩ線縦断面図である。 図１に示す分離装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図１に示す分離装置のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 磁化手段の一例を示す拡大断面図である。 本発明者が先に開発した研削スラッジの分離装置の縦断面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための、研削液に含まれる研削スラッジの分離装置を例示するものであって、本発明は、研削液に含まれる研削スラッジの分離装置を以下のものに特定しない。さらに、本明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」、及び「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。特に実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。また、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。

図１ないし図４に、本発明の一実施の形態に係る研削液に含まれる研削スラッジの分離装置１００を示す。これらの図において、図１は工作機械に研削スラッジの分離装置を接続した状態を示す平面図、図２は図１の分離装置のＩＩ−ＩＩ線縦断面図、図３は図１の分離装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は図１の分離装置のＩＶ−ＩＶ線断面図を、それぞれ示している。

図１ないし図４に示す研削スラッジの分離装置１００は、研削液Ｌに含まれる研削スラッジＳ、特に微細なスラッジを効果的に分離するのに利用される。この分離装置１００は、研削スラッジＳを含む切削油である研削液Ｌが供給される分離槽４と、この分離槽４の研削液Ｌに含まれる研削スラッジＳを表面に吸着して排出する非磁性プレート５と、この非磁性プレート５に磁気的な吸着力で吸着させる磁気コンベア６とを備える。

分離装置１００は、図１の平面図に示すように工作機械ＫＫに接続され、工作機械ＫＫに使用される研削液Ｌが供給されて、研削液Ｌに含まれる研削スラッジを分離して、工作機械ＫＫ側に循環させる。工作機械ＫＫは、研削盤等の研削機であり、重研削や超仕上げ用の研削機が利用できる。研削機の砥石には、アルミナ製砥石等の一般砥石やダイヤモンド製砥石が使用される。特にドレスアップが容易なことから、アルミナ製砥石が広く利用されている。ただしアルミナ製砥石を使用すると、砥石が摩耗して砥粒も多く発生する。研削液Ｌに混入するスラッジは、研削対象の金属（例えば鉄）と砥粒とを比較すると、重研削では７：３程度となる。ダイヤモンド製砥石を使えば、砥粒は数％程度に削減できるが、この場合はドレスアップが困難となる。

また工作機械ＫＫに使用される研削液Ｌは、クーラント液、研削油等である。使用する研削液Ｌの量は、研削の目的等に応じて調整される。例えば超仕上げの微細スラッジでは、液量は比較的少ないが、重研削では微細スラッジの１０倍以上の液量を用いる。研削液Ｌには、研削の際のスラッジが混入する。

分離槽４は、研削液Ｌから研削スラッジＳを分離し、さらに研削液Ｌの冷却にも併用される長方形のタンクである。分離槽４は、研削液Ｌを供給する供給槽４Ａと、研削スラッジＳの分離された研削液Ｌを排出する排出槽４Ｃと、この排出槽４Ｃと供給槽４Ａとの間に連結している中間槽４Ｂとを備える。供給槽４Ａは、図１と図２に示すように、研削スラッジＳを含む研削液Ｌを供給する供給部７を流入側に連結している。排出槽４Ｃは、図１と図４に示すように、研削スラッジＳの分離された研削液Ｌを排出する排出部８を流出側に連結している。供給槽４Ａと中間槽４Ｂと排出槽４Ｃは、研削液Ｌを移送する長手方向の一端部を研削液Ｌの流入側とし、他端部を流出側として、研削液Ｌを流入側から流出側に移送している。供給槽４Ａは、流入側に研削液Ｌの供給部７を連結して流出側を中間槽４Ｂの流入側に連結している。中間槽４Ｂは、流入側を供給槽４Ａの流出側に連結して流出側を排出槽４Ｃの流入側に連結している。排出槽４Ｃは流入側を中間槽４Ｂの流出側に連結して、排出側には研削液Ｌを外部に排出する排出部８を連結している。この分離槽４は、供給部７に供給される研削液Ｌを供給槽４Ａから中間槽４Ｂを介して排出槽４Ｃに移送して、排出槽４Ｃの排出部８から外部に排出する。

図の分離槽４は、供給槽４Ａと排出槽４Ｃとの間に１槽の中間槽４Ｂを連結している。ただ、本発明の分離装置は、図示しないが、複数の中間槽を平行に配置して設けることもできる。複数の中間槽を備える分離装置は、隣接する中間槽の流出側を隣の中間槽の流入側に連結して複数の中間槽を直列に連結する。

さらに、図１の分離槽４は、長手方向に延びる２列の垂直壁１１を平行に配置して、供給槽４Ａと中間槽４Ｂと排出槽４Ｃとに区画している。２列の垂直壁１１の間に中間槽４Ｂを区画し、垂直壁１１と分離槽４の外周壁１０との間に供給槽４Ａと排出槽４Ｃとを設けている。垂直壁１１は、流出側を流入側に連結するように配置している。図１の分離槽４は、矢印で示すように、供給槽４Ａと中間槽４Ｂとで反対方向に研削液Ｌを移送し、また中間槽４Ｂと排出槽４Ｃも互いに反対方向に研削液Ｌを移送する。すなわち、研削液Ｌをジグザグ状に移送して研削スラッジＳを分離する。したがって、垂直壁１１は、長手方向の一端部に、研削液Ｌを移送する供給路１２を設けて、供給槽４Ａの流出側を中間槽４Ｂの流入側に、中間槽４Ｂの流出側を排出槽４Ｃの流入側に連結している。分離槽４は、図１と図３に示すように、供給槽４Ａと中間槽４Ｂの間の垂直壁１１の一端（図において右側端）を分離槽４の外周壁１０から離して、外周壁１０との間に供給路１２を設けて、供給槽４Ａの流出側を中間槽４Ｂの流入側に連結している。さらに、供給槽４Ａと中間槽４Ｂの間の垂直壁１１は、他端（図において左側端）を、後述する非磁性プレート５の傾斜部５Ｂまで延長して、供給槽４Ａの左端部である流入側から中間槽４Ｂに研削液Ｌを流入させないようにしている。さらに、分離槽４は、図１と図４に示すように、中間槽４Ｂと排出槽４Ｃの間の垂直壁１１の一端（図において右側端）を分離槽４の外周壁１０に連結するが、他端（図において左側端）には供給路１２を設けて、中間槽４Ｂの流出側を排出槽４Ｃの流入側に連結している。中間槽４Ｂと排出槽４Ｃの間の垂直壁１１は、図において左側端を、後述する非磁性プレート５の傾斜部５Ｂの上方までは延長せず、非磁性プレート５の傾斜部５Ｂの上方に研削液Ｌの供給路１２を設けている。

図１の供給槽４Ａは、左側部に供給部７を連結して、ここに研削スラッジＳを含む研削液Ｌが供給される。供給された研削液Ｌは、長手方向に移送されて、右側端の流出側から中間槽４Ｂの流入側に移送される。中間槽４Ｂは、図において右側端の流入側に供給される研削液Ｌを長手方向に移送して研削スラッジＳを分離し、左側端の流出側から排出槽４Ｃの流入側に移送する。中間槽４Ｂは、図において右側端の流入側に供給槽４Ａから研削液Ｌが供給され、左側端の排出側から排出槽４Ｃの流入側に研削液Ｌを移送する。この中間槽４Ｂは、研削液Ｌの供給部７も排出部８も連結されず、流入側には供給槽４Ａからスムーズに研削液Ｌが供給され、排出側からは排出槽４Ｃにスムーズに研削液Ｌを移送する。したがって、中間槽４Ｂを長手方向に移送される研削液Ｌは、局部的な乱流が発生せず、全体的に層流状態に移送されて、研削スラッジＳをスムーズに効率よく非磁性プレート５に沈降させて分離する。中間槽４Ｂから排出槽４Ｃに移送された研削液Ｌは、排出部８で局部的に吸引されて乱流状態となるが、中間槽４Ｂで効果的に研削スラッジＳを分離しているので、排出槽４Ｃからは清澄な研削液Ｌが排出される。

研削液Ｌは、図１に示すように、工作機械ＫＫから供給槽４Ａに供給され、供給槽４Ａから中間槽４Ｂに、中間槽４Ｂから排出槽４Ｃに移送され、研削スラッジＳを分離して排出槽４Ｃから再び工作機械ＫＫに循環される。

分離槽４は、研削スラッジＳを分離するために、底部に非磁性プレート５と磁気コンベア６を配置している。図２ないし図４に示す分離装置は、非磁性プレート５を分離槽４の底板としている。なお、分離槽の底板とは別に、分離槽の内部に非磁性プレートを配設することもできるのは言うまでもない。ただ、非磁性プレート５を分離槽４の底板に兼用する装置は、最も簡単な構造にできる。

図２ないし図４の分離装置は、分離槽４の底面全体に１枚の非磁性プレート５を配置して、この非磁性プレート５の下方に磁気コンベア６を配置している。この分離装置は、供給槽４Ａと中間槽４Ｂと排出槽４Ｃの底面に１枚の非磁性プレート５と１組の磁気コンベア６を配置して、研削スラッジＳを供給槽４Ａと中間槽４Ｂと排出槽４Ｃで分離する。ただ、本発明の分離装置は、供給槽と中間槽と排出槽の全てに非磁性プレートと磁気コンベアを配置する必要はなく、たとえば、中間槽の底部にのみ非磁性プレートと磁気コンベアを配置することができ、また、供給槽と中間槽に非磁性プレートと磁気コンベアを配置し、あるいは中間槽と排出槽に非磁性プレートと磁気コンベアを配置することもできる。

非磁性プレート５は、ステンレス、アルミニウム、銅等の非磁性金属で製作される。この非磁性プレート５は、供給槽４Ａの供給部７に供給される研削液Ｌに含まれる研削スラッジＳを沈降させる吸着部５Ａと、この吸着部５Ａの研削スラッジＳを研削液Ｌから外部に引き上げる傾斜部５Ｂと、傾斜部５Ｂで研削液Ｌから引き上げられた研削スラッジＳを非磁性プレート５から滑り落して分離する落下部５Ｃとを備える。

非磁性プレート５は、上面を平滑面とすることに加えて、さらに、表面を金属メッキし、あるいは、表面にホーロー層を形成し、あるいはまた、表面を鏡面に研磨して鏡面処理面としている。この非磁性プレート５は、表面に沈降する研削スラッジＳを、磁気コンベア６でスムーズに移送でき、また落下部５Ｃからはスムーズに滑り落として分離できる。

金属メッキは、クロームメッキや金メッキである。クロームメッキは、低コストで表面が硬く、しかも凹凸の少ない鏡面にできる特長がある。金属メッキされた鏡面処理面は、メッキ層によって、表面の凹凸が極めて少ない鏡面となる。メッキ層の膜厚は、好ましくは３〜１００μｍ、より好ましくは１０〜５０μｍとする。クロームメッキは、磁気シールドして磁石が研削スラッジＳを磁気的に吸引する力を弱める。このため、クロームメッキは、できる限り薄い薄膜として、非磁性プレート５の表面を鏡面とするのがよい。ただ、クロームメッキが薄すぎると、非磁性プレート５の表面を理想的な鏡面にできない。このため、クロームメッキ層の膜厚は、５〜５０μｍとするのがよい。金属メッキして表面を鏡面処理面とする非磁性プレート５は、銅板が適している。金属メッキを付着しやすいからである。ただ、ステンレス板やアルミニウム板も、表面に金属メッキをして鏡面処理面とすることができる。

ホーロー層は、非磁性プレート５の表面に低融点のゆう薬を均一に塗布し、これを溶融状態に流動させる温度まで加熱して、表面を鏡面状態として焼結する。ホーロー層は、クロームメッキのように磁気シールドする作用がない。このため、厚くして非磁性プレートの表面を鏡面にできる特長がある。ホーロー層の膜厚は、例えば０．１〜２ｍｍとする。ホーロー層は極めて硬いので耐久性があって、長寿命にできる特長がある。

表面を鏡面に研磨して鏡面処理面とした非磁性プレート５は、表面粗さを▽▽▽（表面粗さ記号）以上とする鏡面に研磨して鏡面処理面とする。この非磁性プレート５は、微細な研磨材を使用して、非磁性プレート５の表面を鏡面に研磨する。この非磁性プレート５は、ステンレス板が適している。それは、鏡面処理面の腐食を防止できるからである。この構造の非磁性プレート５は、最も安価に表面を鏡面処理面にできる特長がある。

非磁性プレート５は、吸着部５Ａを水平姿勢として、傾斜部５Ｂを端に向かって上り勾配に傾斜する形状としている。図２ないし図４の分離槽４は、図において非磁性プレート５の左側の端部に、上方に向かって上り勾配に傾斜する傾斜部５Ｂを設けている。傾斜部５Ｂは、非磁性プレート５の上面に沿って移送される研削スラッジＳを、研削液Ｌから排出するために、上端を液面よりも上方まで延長している。傾斜部５Ｂは、上端で所定の曲率半径で湾曲されて垂直に降下する落下部５Ｃに連結している。落下部５Ｃは非磁性プレート５の先端部に設けられて、落下部５Ｃの下方には微細スラッジの溜槽１３を設けている。

図１の分離槽４は、矢印で示すように、供給槽４Ａにおいては研削液Ｌを傾斜部５Ｂから吸着部５Ａに向かって移送し、中間槽４Ｂにおいては研削液Ｌを吸着部５Ａから傾斜部５Ｂに移送し、排出槽４Ｃにおいては研削液Ｌを傾斜部５Ｂから吸着部５Ａに移送する。この分離槽４は、中間槽４Ｂで研削液Ｌを吸着部５Ａから傾斜部５Ｂに向かって移送して、研削スラッジＳを効果的に分離する。ただ、分離槽は、図の矢印で示す方向とは反対に研削液を移送して研削スラッジを分離することもできる。

磁気コンベア６は、非磁性プレート５の下方に配設される。研削スラッジＳを帯磁させて凝集、沈降させると共に、磁気的な吸着力で吸着して、非磁性プレート５に沿って移送させるためである。磁気コンベア６は、非磁性プレート５の下面に接近して移動する複数の永久磁石６Ａを備えている。永久磁石６Ａは一定の間隔で平行に連結される。複数の永久磁石６Ａは、その両端を、磁気コンベア６の無端のチェーン６Ｂに連結して、所定の間隔で連結している。無端チェーン６Ｂは、一定の間隔で、細長い永久磁石６Ａを連結している。

チェーン６Ｂで連結される永久磁石６Ａは、非磁性プレート５の裏面に接近して移動する対向面の全面をＮ極とＳ極のいずれかとし、その反対側の反対面の全面を対向面と異なる磁極としている。すなわち、対向面をＮ極とする永久磁石６Ａは、反対面をＳ極とし、対向面をＳ極とする永久磁石６Ａは、反対面をＮ極としている。

さらに、分離装置は、研削スラッジの内、研削液の液中に沈降している研削スラッジを、強制的に磁化する磁化手段を備えることもできる。磁化手段は、非磁性プレートの上方を強制磁化領域とし、供給される研削液に含まれる研削スラッジを帯磁させ、磁気的な吸引力で凝集させて、速やかに沈澱させることができる。沈降された研削スラッジは、磁気コンベアにより排出される。

図５に、磁化手段１５の一例を示す。この例では、磁気コンベア６に所定の間隔で固定している永久磁石６Ａを、対向面の磁極が隣接するもので異なる磁極となるように配列して、非磁性プレート５の上方を強制磁化領域１８としている。この場合、所定の間隔で移送方向に並べている永久磁石６Ａは、対向面の磁極が、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極・・・と交互に異なる磁極となるように配設する。この状態で配設している永久磁石６Ａは、非磁性プレート５の上方に設けられる強制磁化領域１８の磁束密度を均一にできる。それは、隣接して配設しているＮ極とＳ極との間に磁束を通過できるからである。強制磁化領域１８は、永久磁石６Ａの対向面の近傍で磁束密度が最も強くなる。永久磁石６Ａの磁極に最も接近するからである。隣接する永久磁石６Ａの中間で最も磁束密度が低くなる。

さらに、対向面をＮ極とＳ極として反対面をチェーン６Ｂ等の磁性金属で連結している磁気コンベア６は、反対面の磁束をチェーン６Ｂ等の磁束金属に通過させて、この間の磁気抵抗を小さくできる。このため、隣接するふたつの永久磁石６Ａを、対向面と反対面とで連結する磁気回路の磁気抵抗を小さくして、対向面の磁束密度を高く、すなわち、強制磁化領域１８の磁束を強くできる。

永久磁石６Ａによって設けられる強制磁化領域１８は、ここに研削スラッジＳを通過させて帯磁させる。帯磁された研削スラッジＳは、磁気的な吸引作用で互いに吸着して大きく凝集する。凝集した研削スラッジＳは、研削液Ｌの内部を速やかに沈降して非磁性プレート５の吸着部５Ａに沈澱される。

磁気コンベア６は、永久磁石６Ａを、非磁性プレート５の下面に接近して移動させるために、チェーン６Ｂの移送路にチェーンガイド（図示せず）を設けている。チェーン６Ｂをチェーンガイドで決められた位置に移動させて、永久磁石６Ａを非磁性プレート５の下面に接近して移動させる。チェーン６Ｂを移動させるために、２条のチェーン６Ｂを、スプロケット６Ｃに掛けている。スプロケット６Ｃは、回転軸６Ｄの両端に固定され、回転軸６Ｄをモータ６Ｅで駆動して、チェーン６Ｂを移動させる。

チェーン６Ｂで移動される永久磁石６Ａの速度は、例えば、約１ｃｍ／秒に設定される。ただ、永久磁石６Ａの移動速度は、例えば０．３〜５ｃｍとすることもできる。永久磁石６Ａの移動速度が遅すぎると、吸着した研削スラッジＳを能率よく排出できない。反対に、永久磁石６Ａの移動速度が早すぎると、吸着した研削スラッジＳを移送できなくなる。永久磁石６Ａの移動速度は、研削スラッジＳを能率よく移動できるように決定される。

図１ないし図４に示すように、供給槽４Ａと排出槽４Ｃにおいては、磁気コンベア６による研削スラッジＳの移動方向が、研削液Ｌの流れ方向と逆方向となり、中間槽４Ｂでは磁気コンベア６による研削スラッジＳの移送方向が研削液Ｌの流れ方向となる。この構造の分離槽４は、中間槽４Ｂでは非磁性プレート５表面の研削スラッジＳを研削液Ｌの移送方向に移送することで、研削液Ｌをより理想的な層流状態で移送して、研削スラッジＳを効率よく降下させて分離し、供給槽４Ａと排出槽４Ｃにおいては、非磁性プレート５の排出側に研削スラッジＳが集中するのを回避できる。したがって、中間槽４Ｂで研削スラッジＳを効率よく分離し、供給槽４Ａからは吸着部５Ａに降下した研削スラッジＳが中間槽４Ｂに移送されるのを防止し、かつ排出槽４Ｃからは吸着部５Ａに降下した研削スラッジＳが研削液Ｌに混入して排出されるのを防止できる。

以上のようにして、図２ないし図４に示すように分離槽４は、研削スラッジＳを非磁性プレート５の上面に、磁気的な吸引力と自重とで沈降させ、非磁性プレート５の裏面に配設された磁気コンベア６で、磁気的な吸引力により研削スラッジＳを吸引して傾斜部５Ｂから落下部５Ｃに向かって移動する。

本発明の研削液に含まれる研削スラッジの分離装置は、研削機のクーラント装置に好適に利用できる。

１００…研削スラッジの分離装置
４…分離槽 ４Ａ…供給槽
４Ｂ…中間槽
４Ｃ…排出槽
５…非磁性プレート ５Ａ…吸着部
５Ｂ…傾斜部
５Ｃ…落下部
６…磁気コンベア ６Ａ…永久磁石
６Ｂ…チェーン
６Ｃ…スプロケット
６Ｄ…回転軸
６Ｅ…モータ
７…供給部
８…排出部
１０…外周壁
１１…垂直壁
１２…供給路
１３…溜槽
１５…磁化手段
１８…強制磁化領域
９４…分離槽
９５…非磁性プレート ９５Ａ…吸着部
９５Ｂ…傾斜部
９５Ｃ…落下部
９６…磁気コンベア
Ｓ…研削スラッジ
Ｌ…研削液
ＫＫ…工作機械

本発明は、研削液に含まれる研削スラッジを分離する装置に関し、特に超仕上研磨工程で発生する超微細なスラッジをも効率よく分離する装置に関する。

工作機械である研削盤等の研削機等にクーラント液、研削油等の研削液を供給するクーラント装置では、研削液を循環させる際にスラッジが混入する。スラッジは、研削屑である切り粉や、砥石の砥粒等である。このような研削液に含まれるスラッジの内、大きなスラッジは、濾過して除去できる。ただ、微細なスラッジについては効率よく除去するのが容易でない。

本発明者は、液体に含まれるスラッジを除去するために、磁気で誘導して排出する装置を開発した（特許文献１及び２参照）。この装置を図６に示す。この図に示すスラッジの分離装置は、液体が供給される分離槽９４と、分離槽９４内に配設されて、スラッジＳを表面に移動させる非磁性プレート９５と、非磁性プレート９５の表面に磁気的な吸着力でスラッジＳを吸着して排出方向に移動させる磁気コンベア９６を備える。非磁性プレート９５は、液体に含まれるスラッジＳを吸着する吸着部９５Ａと、吸着したスラッジＳを液体の外部に移送する傾斜部９５Ｂと、スラッジＳを非磁性プレート９５の先端から落下させる落下部９５Ｃとを備える。スラッジＳは、磁気コンベア９６で非磁性プレート９５の吸着部９５Ａ上面に吸着され、傾斜部９５Ｂから落下部９５Ｃに移送され、先端の落下部９５Ｃで非磁性プレート９５から分離される。これにより、微細なスラッジも分離される。

特許第２８８０９７２号公報 特許第３３１３３４３号公報

しかしながら、従来の研削スラッジ分離装置では、極めて微細な研削スラッジを効果的に除去するのが難しいという問題があった。研削スラッジは、金属製であるため通常は研削液中に沈殿するが微細な切り粉は速やかには沈降しない。速やかに沈殿し難い研削スラッジを効率よく分離するには、分離槽を長くして研削液の移送時間を長くし、あるいは分離槽の断面積を大きくして研削液の移送速度を遅くする必要がある。ただ、この分離槽は、分離槽の据え付け面積が大きくなって、狭い工場には設置できない欠点がある。

本発明は、従来のこのような問題点を解消するためになされたものである。本発明の主な目的は、速やかに沈降しない微細な研削スラッジをも効率よく分離できる研削スラッジの分離装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記の目的を達成するために本発明の分離装置は以下の構成を備える。
研削スラッジの分離装置は、研削スラッジＳを含む水溶性の研削液Ｌが供給される分離槽４と、分離槽４内に配設されて、上面に研削スラッジＳを磁気的な吸引力と自重とで沈降させる非磁性プレート５と、非磁性プレート５の裏面に配設されて、非磁性プレート５の表面に磁気的な吸引力で研削スラッジＳを吸引して排出方向に移動させる磁気コンベア６とを備える。非磁性プレート５は、研削液Ｌに含まれる研削スラッジＳを上面に吸着させる吸着部５Ａと、この吸着部５Ａに吸着される研削スラッジＳを上り勾配に移送して排出する傾斜部５Ｂと、この傾斜部５Ｂに連結されて傾斜部５Ｂから供給される研削スラッジＳを下方に落下させる落下部５Ｃとを備える。磁気コンベア６は、非磁性プレート５の表面に吸着される研削スラッジＳを吸着部５Ａから傾斜部５Ｂを通過して落下部５Ｃに移送して排出する。さらに、分離槽４は、研削スラッジＳを含む研削液Ｌを供給する供給部７を連結している供給槽４Ａと、研削スラッジＳの分離された研削液Ｌを排出する排出部８を連結している排出槽４Ｃと、供給槽４Ａと排出槽４Ｃとの間に連結している中間槽４Ｂとを備える。中間槽４Ｂには非磁性プレート５と磁気コンベア６を配置している。さらにまた、中間槽４Ｂは、研削液Ｌを移送する長手方向の一端部を研削液Ｌの流入側として、この流入側を供給槽４Ａの流出側に連結しており、さらに、流入側の反対側の端部を研削液Ｌの流出側として、この流出側を排出槽４Ｃの流入側に連結している。研削スラッジＳを含む研削液Ｌは供給槽４Ａを介して中間槽４Ｂに供給され、さらに、中間槽４Ｂで研削スラッジＳの分離された研削液Ｌを排出槽４Ｃを介して排出する。

以上の研削スラッジの分離装置は、微細な研削スラッジをも効率よく分離できる特徴がある。それは、以上の分離装置が、研削液が供給される供給槽と、研削液を排出する排出槽の間に中間槽を設けて、研削スラッジを含む研削液を供給槽を介して中間槽に供給し、さらに、中間槽で研削スラッジの分離した研削液を排出槽を介して外部に排出する構造として、研削液の供給部と研削液を排出する排出部の両方を連結しない中間槽を設けて、この中間槽でもって効率よく研削スラッジを分離するからである。供給槽に設けた供給部は、研削スラッジを含む研削液が局部的に速い流速で供給されて撹拌され、研削スラッジをスムーズに沈降させて非磁性プレートの上に堆積させるのが難しい。また、排出槽に設けた排出部も、研削スラッジの分離された研削液が局部的に速い流速で吸入されて、研削液の流れを乱すので研削スラッジが非磁性プレートの上に堆積されるのを阻害する。本発明の分離装置は、供給部も排出部も連結しない中間槽を設けている。中間槽は、供給部や排出部による研削液の移送の乱れがなく、研削スラッジをスムーズに非磁性プレートに沈降させて効率よく分離する。中間槽は一端の流入側を供給槽の流出側に連結して、他端の流出側を排出槽の流入側に連結するが、流入側と流出側とは研削液を撹拌したり乱すことなく供給槽や排出槽に連結できるので、中間槽では研削スラッジをスムーズに非磁性プレートに沈降させて効果的に分離できる。

本発明の分離装置は、供給槽４Ａに非磁性プレート５と磁気コンベア６を配置する。この分離装置は、供給槽においても研削スラッジを分離するので、より効果的に研削スラッジを分離できる。

本発明の分離装置は、排出槽４Ｃに非磁性プレート５と磁気コンベア６を配置する。この分離装置は、排出槽においても研削スラッジを分離して、より効果的に研削スラッジを分離できる。

本発明の分離装置は、分離槽４に互いに平行な垂直壁１１を配置して、この垂直壁１１でもって、分離槽４を、互いに平行に配置している、供給槽４Ａと中間槽４Ｂと排出槽４Ｃに分割することができる。この分離装置は、分離槽を簡単な構造としながら、供給槽と中間槽と排出槽とで研削スラッジをより効果的に分離できる。

本発明の分離装置は、垂直壁１１を、非磁性プレート５の上で研削液Ｌを蛇行して移送するように配置することができる。この分離槽は、分離槽に供給される研削液を、非磁性プレートの吸着部の上方で蛇行するように流して研削スラッジを速やかに分離する。

本発明の分離装置は、供給槽４Ａと中間槽４Ｂと排出槽４Ｃに非磁性プレート５を配置して、供給槽４Ａと排出槽４Ｃは、非磁性プレート５の傾斜部５Ｂを流入側に配置して、中間槽４Ｂは、非磁性プレート５の傾斜部５Ｂを流出側に配置し、中間槽４Ｂは、研削液Ｌを非磁性プレート５の吸着部５Ａから傾斜部５Ｂに移送して研削スラッジＳを分離し、排出槽４Ｃが研削液Ｌを非磁性プレート５の傾斜部５Ｂから吸着部５Ａに向かって移送して、流出側に設けた排出部８から外部に排出されるようにすることができる。

以上の分離装置は、中間槽で効率よく研削スラッジを分離でき、さらに研削スラッジの分離された研削液を排出槽に移送して、ここで研削スラッジを分離して清澄になった研削液を外部に排出できる。

本発明の分離装置は、供給槽４Ａと中間槽４Ｂと排出槽４Ｃに配置している非磁性プレート５を、連続する１枚の非磁性プレートとし、さらに供給槽４Ａと中間槽４Ｂと排出槽４Ｃに配置している磁気コンベア６を１組の磁気コンベアとすることができる。

以上の分離装置は、非磁性プレートと磁気コンベアの両方を簡単な構造としながら、研削スラッジを効果的に分離できる特徴がある。

本発明の一実施の形態に係る研削液に含まれる研削スラッジの分離装置を工作機械に接続した状態を示す平面図である。 図１に示す分離装置のＩＩ−ＩＩ線縦断面図である。 図１に示す分離装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図１に示す分離装置のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 磁化手段の一例を示す拡大断面図である。 本発明者が先に開発した研削スラッジの分離装置の縦断面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための、研削液に含まれる研削スラッジの分離装置を例示するものであって、本発明は、研削液に含まれる研削スラッジの分離装置を以下のものに特定しない。さらに、本明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」、及び「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。特に実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。また、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。

図１ないし図４に、本発明の一実施の形態に係る研削液に含まれる研削スラッジの分離装置１００を示す。これらの図において、図１は工作機械に研削スラッジの分離装置を接続した状態を示す平面図、図２は図１の分離装置のＩＩ−ＩＩ線縦断面図、図３は図１の分離装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は図１の分離装置のＩＶ−ＩＶ線断面図を、それぞれ示している。

図１ないし図４に示す研削スラッジの分離装置１００は、研削液Ｌに含まれる研削スラッジＳ、特に微細なスラッジを効果的に分離するのに利用される。この分離装置１００は、研削スラッジＳを含む切削油である研削液Ｌが供給される分離槽４と、この分離槽４の研削液Ｌに含まれる研削スラッジＳを表面に吸着して排出する非磁性プレート５と、この非磁性プレート５に磁気的な吸着力で吸着させる磁気コンベア６とを備える。

分離装置１００は、図１の平面図に示すように工作機械ＫＫに接続され、工作機械ＫＫに使用される研削液Ｌが供給されて、研削液Ｌに含まれる研削スラッジを分離して、工作機械ＫＫ側に循環させる。工作機械ＫＫは、研削盤等の研削機であり、重研削や超仕上げ用の研削機が利用できる。研削機の砥石には、アルミナ製砥石等の一般砥石やダイヤモンド製砥石が使用される。特にドレスアップが容易なことから、アルミナ製砥石が広く利用されている。ただしアルミナ製砥石を使用すると、砥石が摩耗して砥粒も多く発生する。研削液Ｌに混入するスラッジは、研削対象の金属（例えば鉄）と砥粒とを比較すると、重研削では７：３程度となる。ダイヤモンド製砥石を使えば、砥粒は数％程度に削減できるが、この場合はドレスアップが困難となる。

また工作機械ＫＫに使用される研削液Ｌは、クーラント液、研削油等である。使用する研削液Ｌの量は、研削の目的等に応じて調整される。例えば超仕上げの微細スラッジでは、液量は比較的少ないが、重研削では微細スラッジの１０倍以上の液量を用いる。研削液Ｌには、研削の際のスラッジが混入する。

分離槽４は、研削液Ｌから研削スラッジＳを分離し、さらに研削液Ｌの冷却にも併用される長方形のタンクである。分離槽４は、研削液Ｌを供給する供給槽４Ａと、研削スラッジＳの分離された研削液Ｌを排出する排出槽４Ｃと、この排出槽４Ｃと供給槽４Ａとの間に連結している中間槽４Ｂとを備える。供給槽４Ａは、図１と図２に示すように、研削スラッジＳを含む研削液Ｌを供給する供給部７を流入側に連結している。排出槽４Ｃは、図１と図４に示すように、研削スラッジＳの分離された研削液Ｌを排出する排出部８を流出側に連結している。供給槽４Ａと中間槽４Ｂと排出槽４Ｃは、研削液Ｌを移送する長手方向の一端部を研削液Ｌの流入側とし、他端部を流出側として、研削液Ｌを流入側から流出側に移送している。供給槽４Ａは、流入側に研削液Ｌの供給部７を連結して流出側を中間槽４Ｂの流入側に連結している。中間槽４Ｂは、流入側を供給槽４Ａの流出側に連結して流出側を排出槽４Ｃの流入側に連結している。排出槽４Ｃは流入側を中間槽４Ｂの流出側に連結して、排出側には研削液Ｌを外部に排出する排出部８を連結している。この分離槽４は、供給部７に供給される研削液Ｌを供給槽４Ａから中間槽４Ｂを介して排出槽４Ｃに移送して、排出槽４Ｃの排出部８から外部に排出する。

図の分離槽４は、供給槽４Ａと排出槽４Ｃとの間に１槽の中間槽４Ｂを連結している。ただ、本発明の分離装置は、図示しないが、複数の中間槽を平行に配置して設けることもできる。複数の中間槽を備える分離装置は、隣接する中間槽の流出側を隣の中間槽の流入側に連結して複数の中間槽を直列に連結する。

さらに、図１の分離槽４は、長手方向に延びる２列の垂直壁１１を平行に配置して、供給槽４Ａと中間槽４Ｂと排出槽４Ｃとに区画している。２列の垂直壁１１の間に中間槽４Ｂを区画し、垂直壁１１と分離槽４の外周壁１０との間に供給槽４Ａと排出槽４Ｃとを設けている。垂直壁１１は、流出側を流入側に連結するように配置している。図１の分離槽４は、矢印で示すように、供給槽４Ａと中間槽４Ｂとで反対方向に研削液Ｌを移送し、また中間槽４Ｂと排出槽４Ｃも互いに反対方向に研削液Ｌを移送する。すなわち、研削液Ｌをジグザグ状に移送して研削スラッジＳを分離する。したがって、垂直壁１１は、長手方向の一端部に、研削液Ｌを移送する供給路１２を設けて、供給槽４Ａの流出側を中間槽４Ｂの流入側に、中間槽４Ｂの流出側を排出槽４Ｃの流入側に連結している。分離槽４は、図１と図３に示すように、供給槽４Ａと中間槽４Ｂの間の垂直壁１１の一端（図において右側端）を分離槽４の外周壁１０から離して、外周壁１０との間に供給路１２を設けて、供給槽４Ａの流出側を中間槽４Ｂの流入側に連結している。さらに、供給槽４Ａと中間槽４Ｂの間の垂直壁１１は、他端（図において左側端）を、後述する非磁性プレート５の傾斜部５Ｂまで延長して、供給槽４Ａの左端部である流入側から中間槽４Ｂに研削液Ｌを流入させないようにしている。さらに、分離槽４は、図１と図４に示すように、中間槽４Ｂと排出槽４Ｃの間の垂直壁１１の一端（図において右側端）を分離槽４の外周壁１０に連結するが、他端（図において左側端）には供給路１２を設けて、中間槽４Ｂの流出側を排出槽４Ｃの流入側に連結している。中間槽４Ｂと排出槽４Ｃの間の垂直壁１１は、図において左側端を、後述する非磁性プレート５の傾斜部５Ｂの上方までは延長せず、非磁性プレート５の傾斜部５Ｂの上方に研削液Ｌの供給路１２を設けている。

図１の供給槽４Ａは、左側部に供給部７を連結して、ここに研削スラッジＳを含む研削液Ｌが供給される。供給された研削液Ｌは、長手方向に移送されて、右側端の流出側から中間槽４Ｂの流入側に移送される。中間槽４Ｂは、図において右側端の流入側に供給される研削液Ｌを長手方向に移送して研削スラッジＳを分離し、左側端の流出側から排出槽４Ｃの流入側に移送する。中間槽４Ｂは、図において右側端の流入側に供給槽４Ａから研削液Ｌが供給され、左側端の排出側から排出槽４Ｃの流入側に研削液Ｌを移送する。この中間槽４Ｂは、研削液Ｌの供給部７も排出部８も連結されず、流入側には供給槽４Ａからスムーズに研削液Ｌが供給され、排出側からは排出槽４Ｃにスムーズに研削液Ｌを移送する。したがって、中間槽４Ｂを長手方向に移送される研削液Ｌは、局部的な乱流が発生せず、全体的に層流状態に移送されて、研削スラッジＳをスムーズに効率よく非磁性プレート５に沈降させて分離する。中間槽４Ｂから排出槽４Ｃに移送された研削液Ｌは、排出部８で局部的に吸引されて乱流状態となるが、中間槽４Ｂで効果的に研削スラッジＳを分離しているので、排出槽４Ｃからは清澄な研削液Ｌが排出される。

研削液Ｌは、図１に示すように、工作機械ＫＫから供給槽４Ａに供給され、供給槽４Ａから中間槽４Ｂに、中間槽４Ｂから排出槽４Ｃに移送され、研削スラッジＳを分離して排出槽４Ｃから再び工作機械ＫＫに循環される。

分離槽４は、研削スラッジＳを分離するために、底部に非磁性プレート５と磁気コンベア６を配置している。図２ないし図４に示す分離装置は、非磁性プレート５を分離槽４の底板としている。なお、分離槽の底板とは別に、分離槽の内部に非磁性プレートを配設することもできるのは言うまでもない。ただ、非磁性プレート５を分離槽４の底板に兼用する装置は、最も簡単な構造にできる。

図２ないし図４の分離装置は、分離槽４の底面全体に１枚の非磁性プレート５を配置して、この非磁性プレート５の下方に磁気コンベア６を配置している。この分離装置は、供給槽４Ａと中間槽４Ｂと排出槽４Ｃの底面に１枚の非磁性プレート５と１組の磁気コンベア６を配置して、研削スラッジＳを供給槽４Ａと中間槽４Ｂと排出槽４Ｃで分離する。ただ、本発明の分離装置は、供給槽と中間槽と排出槽の全てに非磁性プレートと磁気コンベアを配置する必要はなく、たとえば、中間槽の底部にのみ非磁性プレートと磁気コンベアを配置することができ、また、供給槽と中間槽に非磁性プレートと磁気コンベアを配置し、あるいは中間槽と排出槽に非磁性プレートと磁気コンベアを配置することもできる。

非磁性プレート５は、ステンレス、アルミニウム、銅等の非磁性金属で製作される。この非磁性プレート５は、供給槽４Ａの供給部７に供給される研削液Ｌに含まれる研削スラッジＳを沈降させる吸着部５Ａと、この吸着部５Ａの研削スラッジＳを研削液Ｌから外部に引き上げる傾斜部５Ｂと、傾斜部５Ｂで研削液Ｌから引き上げられた研削スラッジＳを非磁性プレート５から滑り落して分離する落下部５Ｃとを備える。

非磁性プレート５は、上面を平滑面とすることに加えて、さらに、表面を金属メッキし、あるいは、表面にホーロー層を形成し、あるいはまた、表面を鏡面に研磨して鏡面処理面としている。この非磁性プレート５は、表面に沈降する研削スラッジＳを、磁気コンベア６でスムーズに移送でき、また落下部５Ｃからはスムーズに滑り落として分離できる。

金属メッキは、クロームメッキや金メッキである。クロームメッキは、低コストで表面が硬く、しかも凹凸の少ない鏡面にできる特長がある。金属メッキされた鏡面処理面は、メッキ層によって、表面の凹凸が極めて少ない鏡面となる。メッキ層の膜厚は、好ましくは３〜１００μｍ、より好ましくは１０〜５０μｍとする。クロームメッキは、磁気シールドして磁石が研削スラッジＳを磁気的に吸引する力を弱める。このため、クロームメッキは、できる限り薄い薄膜として、非磁性プレート５の表面を鏡面とするのがよい。ただ、クロームメッキが薄すぎると、非磁性プレート５の表面を理想的な鏡面にできない。このため、クロームメッキ層の膜厚は、５〜５０μｍとするのがよい。金属メッキして表面を鏡面処理面とする非磁性プレート５は、銅板が適している。金属メッキを付着しやすいからである。ただ、ステンレス板やアルミニウム板も、表面に金属メッキをして鏡面処理面とすることができる。

ホーロー層は、非磁性プレート５の表面に低融点のゆう薬を均一に塗布し、これを溶融状態に流動させる温度まで加熱して、表面を鏡面状態として焼結する。ホーロー層は、クロームメッキのように磁気シールドする作用がない。このため、厚くして非磁性プレートの表面を鏡面にできる特長がある。ホーロー層の膜厚は、例えば０．１〜２ｍｍとする。ホーロー層は極めて硬いので耐久性があって、長寿命にできる特長がある。

表面を鏡面に研磨して鏡面処理面とした非磁性プレート５は、表面粗さを▽▽▽（表面粗さ記号）以上とする鏡面に研磨して鏡面処理面とする。この非磁性プレート５は、微細な研磨材を使用して、非磁性プレート５の表面を鏡面に研磨する。この非磁性プレート５は、ステンレス板が適している。それは、鏡面処理面の腐食を防止できるからである。この構造の非磁性プレート５は、最も安価に表面を鏡面処理面にできる特長がある。

非磁性プレート５は、吸着部５Ａを水平姿勢として、傾斜部５Ｂを端に向かって上り勾配に傾斜する形状としている。図２ないし図４の分離槽４は、図において非磁性プレート５の左側の端部に、上方に向かって上り勾配に傾斜する傾斜部５Ｂを設けている。傾斜部５Ｂは、非磁性プレート５の上面に沿って移送される研削スラッジＳを、研削液Ｌから排出するために、上端を液面よりも上方まで延長している。傾斜部５Ｂは、上端で所定の曲率半径で湾曲されて垂直に降下する落下部５Ｃに連結している。落下部５Ｃは非磁性プレート５の先端部に設けられて、落下部５Ｃの下方には微細スラッジの溜槽１３を設けている。

図１の分離槽４は、矢印で示すように、供給槽４Ａにおいては研削液Ｌを傾斜部５Ｂから吸着部５Ａに向かって移送し、中間槽４Ｂにおいては研削液Ｌを吸着部５Ａから傾斜部５Ｂに移送し、排出槽４Ｃにおいては研削液Ｌを傾斜部５Ｂから吸着部５Ａに移送する。この分離槽４は、中間槽４Ｂで研削液Ｌを吸着部５Ａから傾斜部５Ｂに向かって移送して、研削スラッジＳを効果的に分離する。ただ、分離槽は、図の矢印で示す方向とは反対に研削液を移送して研削スラッジを分離することもできる。

磁気コンベア６は、非磁性プレート５の下方に配設される。研削スラッジＳを帯磁させて凝集、沈降させると共に、磁気的な吸着力で吸着して、非磁性プレート５に沿って移送させるためである。磁気コンベア６は、非磁性プレート５の下面に接近して移動する複数の永久磁石６Ａを備えている。永久磁石６Ａは一定の間隔で平行に連結される。複数の永久磁石６Ａは、その両端を、磁気コンベア６の無端のチェーン６Ｂに連結して、所定の間隔で連結している。無端チェーン６Ｂは、一定の間隔で、細長い永久磁石６Ａを連結している。

チェーン６Ｂで連結される永久磁石６Ａは、非磁性プレート５の裏面に接近して移動する対向面の全面をＮ極とＳ極のいずれかとし、その反対側の反対面の全面を対向面と異なる磁極としている。すなわち、対向面をＮ極とする永久磁石６Ａは、反対面をＳ極とし、対向面をＳ極とする永久磁石６Ａは、反対面をＮ極としている。

さらに、分離装置は、研削スラッジの内、研削液の液中に沈降している研削スラッジを、強制的に磁化する磁化手段を備えることもできる。磁化手段は、非磁性プレートの上方を強制磁化領域とし、供給される研削液に含まれる研削スラッジを帯磁させ、磁気的な吸引力で凝集させて、速やかに沈澱させることができる。沈降された研削スラッジは、磁気コンベアにより排出される。

図５に、磁化手段１５の一例を示す。この例では、磁気コンベア６に所定の間隔で固定している永久磁石６Ａを、対向面の磁極が隣接するもので異なる磁極となるように配列して、非磁性プレート５の上方を強制磁化領域１８としている。この場合、所定の間隔で移送方向に並べている永久磁石６Ａは、対向面の磁極が、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極・・・と交互に異なる磁極となるように配設する。この状態で配設している永久磁石６Ａは、非磁性プレート５の上方に設けられる強制磁化領域１８の磁束密度を均一にできる。それは、隣接して配設しているＮ極とＳ極との間に磁束を通過できるからである。強制磁化領域１８は、永久磁石６Ａの対向面の近傍で磁束密度が最も強くなる。永久磁石６Ａの磁極に最も接近するからである。隣接する永久磁石６Ａの中間で最も磁束密度が低くなる。

さらに、対向面をＮ極とＳ極として反対面をチェーン６Ｂ等の磁性金属で連結している磁気コンベア６は、反対面の磁束をチェーン６Ｂ等の磁束金属に通過させて、この間の磁気抵抗を小さくできる。このため、隣接するふたつの永久磁石６Ａを、対向面と反対面とで連結する磁気回路の磁気抵抗を小さくして、対向面の磁束密度を高く、すなわち、強制磁化領域１８の磁束を強くできる。

永久磁石６Ａによって設けられる強制磁化領域１８は、ここに研削スラッジＳを通過させて帯磁させる。帯磁された研削スラッジＳは、磁気的な吸引作用で互いに吸着して大きく凝集する。凝集した研削スラッジＳは、研削液Ｌの内部を速やかに沈降して非磁性プレート５の吸着部５Ａに沈澱される。

磁気コンベア６は、永久磁石６Ａを、非磁性プレート５の下面に接近して移動させるために、チェーン６Ｂの移送路にチェーンガイド（図示せず）を設けている。チェーン６Ｂをチェーンガイドで決められた位置に移動させて、永久磁石６Ａを非磁性プレート５の下面に接近して移動させる。チェーン６Ｂを移動させるために、２条のチェーン６Ｂを、スプロケット６Ｃに掛けている。スプロケット６Ｃは、回転軸６Ｄの両端に固定され、回転軸６Ｄをモータ６Ｅで駆動して、チェーン６Ｂを移動させる。

チェーン６Ｂで移動される永久磁石６Ａの速度は、例えば、約１ｃｍ／秒に設定される。ただ、永久磁石６Ａの移動速度は、例えば０．３〜５ｃｍとすることもできる。永久磁石６Ａの移動速度が遅すぎると、吸着した研削スラッジＳを能率よく排出できない。反対に、永久磁石６Ａの移動速度が早すぎると、吸着した研削スラッジＳを移送できなくなる。永久磁石６Ａの移動速度は、研削スラッジＳを能率よく移動できるように決定される。

図１ないし図４に示すように、供給槽４Ａと排出槽４Ｃにおいては、磁気コンベア６による研削スラッジＳの移動方向が、研削液Ｌの流れ方向と逆方向となり、中間槽４Ｂでは磁気コンベア６による研削スラッジＳの移送方向が研削液Ｌの流れ方向となる。この構造の分離槽４は、中間槽４Ｂでは非磁性プレート５表面の研削スラッジＳを研削液Ｌの移送方向に移送することで、研削液Ｌをより理想的な層流状態で移送して、研削スラッジＳを効率よく降下させて分離し、供給槽４Ａと排出槽４Ｃにおいては、非磁性プレート５の排出側に研削スラッジＳが集中するのを回避できる。したがって、中間槽４Ｂで研削スラッジＳを効率よく分離し、供給槽４Ａからは吸着部５Ａに降下した研削スラッジＳが中間槽４Ｂに移送されるのを防止し、かつ排出槽４Ｃからは吸着部５Ａに降下した研削スラッジＳが研削液Ｌに混入して排出されるのを防止できる。

以上のようにして、図２ないし図４に示すように分離槽４は、研削スラッジＳを非磁性プレート５の上面に、磁気的な吸引力と自重とで沈降させ、非磁性プレート５の裏面に配設された磁気コンベア６で、磁気的な吸引力により研削スラッジＳを吸引して傾斜部５Ｂから落下部５Ｃに向かって移動する。

本発明の研削液に含まれる研削スラッジの分離装置は、研削機のクーラント装置に好適に利用できる。

１００…研削スラッジの分離装置
４…分離槽 ４Ａ…供給槽
４Ｂ…中間槽
４Ｃ…排出槽
５…非磁性プレート ５Ａ…吸着部
５Ｂ…傾斜部
５Ｃ…落下部
６…磁気コンベア ６Ａ…永久磁石
６Ｂ…チェーン
６Ｃ…スプロケット
６Ｄ…回転軸
６Ｅ…モータ
７…供給部
８…排出部
１０…外周壁
１１…垂直壁
１２…供給路
１３…溜槽
１５…磁化手段
１８…強制磁化領域
９４…分離槽
９５…非磁性プレート ９５Ａ…吸着部
９５Ｂ…傾斜部
９５Ｃ…落下部
９６…磁気コンベア
Ｓ…研削スラッジ
Ｌ…研削液
ＫＫ…工作機械

Claims (7)

1. 研削スラッジ(S)を含む水溶性の研削液(L)が供給される分離槽(4)と、
   前記分離槽(4)内に配設されて、上面に研削スラッジ(S)を磁気的な吸引力と自重とで沈降させる非磁性プレート(5)と、
   前記非磁性プレート(5)の裏面に配設されて、非磁性プレート(5)の表面に磁気的な吸引力で研削スラッジ(S)を吸引して排出方向に移動させる磁気コンベア(6)とを備え、
   前記非磁性プレート(5)は、研削液Ｌ(L)に含まれる研削スラッジＳ(S)を上面に吸着させる吸着部(5A)と、この吸着部(5A)に吸着される研削スラッジＳ(S)を上り勾配に移送して排出する傾斜部(5B)と、この傾斜部(5B)に連結されて傾斜部(5B)から供給される研削スラッジ(S)を下方に落下させる落下部(5C)とを備え、
   前記磁気コンベア(6)が非磁性プレート(5)の表面に吸着される研削スラッジ(S)を吸着部(5A)から傾斜部(5B)を通過して落下部(5C)に移送して排出するようにしてなる研削スラッジの分離装置であって、
   前記分離槽(4)が、研削スラッジ(S)を含む研削液(L)が供給される供給部(7)を連結してなる供給槽(4A)と、研削スラッジ(S)の分離された研削液(L)を排出する排出部(8)を連結してなる排出槽(4C)と、前記供給槽(4A)と前記排出槽(4C)との間に連結してなる中間槽(4B)とを備え、
   前記中間槽(4B)には前記非磁性プレート(5)と前記磁気コンベア(6)が配置され、
   さらに、前記中間槽(4B)は、研削液(L)を移送する長手方向の一端部を研削液(L)の流入側として、この流入側を前記供給槽(4A)の流出側に連結しており、さらに、流入側の反対側の端部を研削液(L)の流出側として、この流出側を前記排出槽(4C)の流入側に連結しており、
   研削スラッジ(S)を含む研削液(L)が前記供給槽(4A)を介して前記中間槽(4B)に供給され、さらに、前記中間槽(4B)で研削スラッジ(S)の分離された研削液(L)を前記排出槽(4C)を介して排出するようにしてなる研削液に含まれる研削スラッジの分離装置。
2. 前記供給槽(4A)に、非磁性プレート(5)と磁気コンベア(6)を配置してなる請求項１に記載される研削液に含まれる研削スラッジの分離装置。
3. 前記排出槽(4C)に、非磁性プレート(5)と磁気コンベア(6)を配置してなる請求項１又は２に記載される研削液に含まれる研削スラッジの分離装置。
4. 前記分離槽(4)に互いに平行な垂直壁(11)が配置され、この垂直壁(11)でもって、前記分離槽(4)を互いに平行に配置してなる供給槽(4A)と中間槽(4B)と排出槽(4C)に分割してなる請求項１ないし３のいずれかに記載される研削液に含まれる研削スラッジの分離装置。
5. 前記垂直壁(11)が前記非磁性プレート(5)の上で研削液(L)を蛇行して移送するように配置されてなる請求項４に記載される研削液に含まれる研削スラッジの分離装置。
6. 前記供給槽(4A)と前記中間槽(4B)と前記排出槽(4C)に非磁性プレート(5)を配置しており、
   前記供給槽(4A)と前記排出槽(4C)は、前記非磁性プレート(5)の傾斜部(5B)を流入側に配置して、前記中間槽(4B)は、非磁性プレート(5)の傾斜部(5B)を流出側に配置しており、
   前記中間槽(4B)は、研削液(L)を前記非磁性プレート(5)の吸着部(5A)から傾斜部(5B)に移送して研削スラッジ(S)を分離し、前記排出槽(4C)が研削液(L)を前記非磁性プレート(5)の傾斜部(5B)から吸着部(5A)に向かって移送して、流出側に設けた排出部(8)から外部に排出されるようにしてなる請求項１ないし５のいずれかに記載される研削液に含まれる研削スラッジの分離装置。
7. 前記供給槽(4A)と前記中間槽(4B)と前記排出槽(4C)に配置してなる非磁性プレート(5)が連続する１枚の非磁性プレートで、前記供給槽(4A)と前記中間槽(4B)と前記排出槽(4C)に配置してなる前記磁気コンベア(6)が１組の磁気コンベアである請求項６に記載される研削液に含まれる研削スラッジの分離装置。

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