JP3325936B2 - ワーク付着油回収装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械部品等を切削加工
などする際に使用する切削油剤の回収技術に関するもの
で、ワーク（被加工物）自身に付着した油を迅速に離脱
させ、回収して再使用を可能とする技術に係るものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ナットなどの小型機械部品の下穴加工
（ドリリング）や、ねじ立て加工（タッピング）時に
は、刃具冷却のために切削油剤をポンプで供給し、自動
供給機構により送り込まれてくるワークとの間に油剤を
流しながら連続加工を行なうが、加工後のワークや金属
屑には油剤が付着しており、この油剤を再利用するため
に各種の提案がなされてきた。 特開平２−８３０５０
号「金属屑に付着した油の分離方法」や、特開平２−２
１８５３５号「切削油回収装置」では、遠心分離機や攪
拌手段を用いて金属屑や切粉から油を分離しているが、
加工済みのワークに付着した油を除去するための方法は
見当たらない。

【０００３】加工済みのワークには大量の油剤が付着し
ているが、これを除去する効果的な方法はなく、ふるい
状の容器内に大量のワークを収容し重力による自然落下
で油が滴下分離するのを待って油剤を回収するのが一般
的である。しかしながら、このようなバッチ処理的手法
では、ワークの凹部が上向きに開口している場合は油が
残留することになり、凹部が下向きの場合でも油の分離
に長時間を要するため直ちに次の工程に移ることができ
ず、油剤の回収も遅れて大量の油剤を加工装置に補給す
る必要性が生じることになる。 また、めっき等の後工
程に入る際にワークに油が付着していると前処理として
洗浄工程が必要となり、油を含んだ洗浄水の排水処理に
手間取ることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ワー
クからの油の分離をバッチ処理的な作業でなくワークの
加工工程と並行させたサイクルタイム内で同時処理し、
ワークの加工処理時間の全体を短縮化させ、加工能率を
向上させることにある。本発明の他の目的は、油剤の回
収時間を短縮化することにより、加工機械に供給する油
剤の全体量を削減し、資源の節約を図ることにある。本
発明のさらに他の目的は、ワークに残留する油の付着量
を削減し後工程における洗浄作業、排水処理作業の容易
化を図り、工程全体の能率を向上させることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の装置は、ワーク
を原則として１個ずつホッパー内から筒形のハウジング
内へと案内し、ハウジング内で圧縮空気（ブロー用エア
ー）を吹き付けることによりワークから油剤を吹き飛ば
し、ミスト状になった油剤を吸引配管を用いて外部へと
排出することにより、ワークから油剤を分離し回収す
る。

【０００６】本発明の装置は、加工済みのワークを受け
取るホッパーと、このホッパー内にワークが進入したこ
とを検知するセンサと、前記ホッパーの底部に接続され
た鉛直方向筒形のハウジングと、このハウジングの上部
に枢支され揺動してハウジング入口を開閉する入口側フ
ラップ弁と、この入口側フラップ弁を回転駆動する第１
の駆動機構と、前記ハウジングの下部に枢支され揺動し
てハウジング出口を開閉する出口側フラップ弁と、この
出口側フラップ弁を回転駆動する第２の駆動機構と、前
記ハウジングの側面に連結されハウジング内に圧縮空気
を注入する１個又は複数のノズルと、前記ノズルからの
空気の噴射を調節する制御手段と、前記ハウジングの側
面に連結され容器内からミスト状の油を排出するための
排気管と、前記センサに応答して前記第１の駆動機構、
前記第２の駆動機構、及び前記制御手段の作動を制御す
る制御装置と、油を回収するミストコレクターとを備え
ている。

【０００７】ハウジングは上下が開放した筒形に作ら
れ、その上下にそれぞれ揺動式のフラップ弁（開閉扉）
が枢支され、ロータリーアクチュエータやエアシリンダ
によって回転駆動されて、ワークの入口側と出口側とを
所定のタイミングで開閉する。箱型ハウジングの上部に
はワーク投入用のホッパーがあり、ワークの通過路に透
過式光電スイッチを設けて、フラップ弁の開閉信号を出
す。制御装置の回路によってフラップ弁の開閉タイミン
グが制御される。

【０００８】ハウジングの側面には、外部のコンプレッ
サに接続されて圧縮空気（ブロー用エアー）を送り込む
ノズルと、ミスト状の油剤を排出するための吸引配管と
が接続される。ノズルからのエアー噴射は電磁弁によっ
て制御される。吸引配管はオイルミストコレクターへと
接続されている。ミストコレクターには排風機または真
空ポンプが接続され、吸引配管を用いて吸引される。

【０００９】本発明の装置の作動は次のようになる。初
期設定において、上部フラップ弁は開放位置にあり、下
部フラップ弁は閉鎖位置にある。油の付着したワークが
加工機械から１個だけ放出されてホッパー内を通過する
と、ワークを透過式光電スイッチが検知して、上部フラ
ップ弁を閉じる。これにより、ハウジングは密閉された
状態になり、エアブロー用の電磁弁がＯＮに付勢され
て、ハウジング側面のノズルからブロー用エアーが噴射
される。エアーはワークに付着した油剤を吹き飛ばして
ミスト状にし、ミスト状の油を吸引式排気管を通じてミ
ストコレクター側へと送り出す。

【００１０】設定時間が経過すると、ノズルからのエア
ブローが停止し、下部フラップ弁が開放されてワークが
収納容器内へと落下する。再び下部フラップ弁が閉じる
と上部フラップ弁が開放されて、初期設定の状態に復帰
し次のワーク投入に備える。ワークからは油剤がほとん
ど除去されているので、その後の滴下による油除去工程
が省略されて製造能率が向上する。また、めっき等の後
工程に入る際にもワークに油がほとんど付着していない
ので前処理としての洗浄工程が非常に簡単になり、多量
の油を含んだ洗浄水の排水処理に手間取ることもない。

【００１１】ミストコレクター内で液状の油として回収
された油剤は、配管によりオイルタンクに戻り、再び機
械加工用の切削油としてリサイクルされる。エアブロー
の時間は、対象ワークの加工サイクルタイム内で任意に
設定することができ、ノズルの個数や角度などもワーク
の大きさ・形状・重量などに対応して自由に選ぶことが
できる。

【００１２】かくして、本発明によれば、ワークに付着
した油が迅速に除去され、加工工程に余分な待ち時間を
生じることがないので、製造能率が著しく向上する。ま
た、切削油が外部に洩れ出して周囲を汚染することがな
くなり、資源の節約と環境の保護が達成される。

【００１３】

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。図１乃び図２は、本発明の装置の好適な態様を表わ
しており、加工済みのワークＷ（ナット）はホッパー１
２内へと１個ずつ投入され、入口１５を通過してハウジ
ング１６内へと落下し、ハウジング１６内でワークＷに
付着した油が圧縮空気（エアブロー）により除去された
後、出口３６から排出される。

【００１４】図１，図２において、ホッパー１２の下部
両側に光電式のフオトセンサ１４が配置されており、ワ
ークＷが落下してくるのを検出する。ホッパー１２の底
部には鉛直方向に延伸する筒形のハウジング１６が連結
されており、ハウジング１６の上部及び下部には、それ
ぞれ９０°ずつ回動して入口１５及び出口３６を開閉す
る働きをする入口側フラップ弁１８及び出口側フラップ
弁２４が、ピン２５及びピン２７によって、それぞれ回
動可能に枢支されている。

【００１５】これらのフラップ弁１８，２４は、それぞ
れ図２に示すような周知の空圧式ロータリーアクチュエ
ータ２２，２６の出力軸２２Ａ，２６Ａにカップリング
２３を介して連結されたピン２５，２７に固定されてい
る。従って、ロータリーアクチュエータ２２，２６が電
気的に付勢されて回転すると、ピン２５，２７が回転し
て、フラップ弁１８，２４を回動させるようになってい
る。

【００１６】ハウジング１６の１つの側面には、ハウジ
ング内に圧縮空気を注入するためのノズル２８が固定さ
れ、このノズル２８には圧縮空気源９０（図３）が接続
されている。ノズル２８からハウジング１６内への空気
の噴射を調節する制御手段として、電磁弁９１（図３）
が接続されている。ハウジング１６の他の１つの側面に
は、ハウジング内でワークから強制的に除去されてミス
ト状になった油を排出するための排気管３３がニップル
を有する形状で取り付けられ、ホース等を受け入れられ
るようになっている。ハウジング１６の内面にはワーク
Ｗが壁面に衝突した際に傷が付くのを防止するために、
ラバーパッド４２が貼り付けられている。同様に、上部
フラップ弁１８の上下両面及び下部フラップ弁２４の上
面にもラバーパッド４４が貼り付けられている。

【００１７】さらに、装置１０全体の作動を制御するた
めの制御装置４０（図３）が設けられており、センサ１
４に応答してロータリーアクチュエータ２２，２６及び
電磁弁９１の作動を制御するようになっている。排気管
３３は、配管を通じてモータ駆動のミストコレクター４
８に接続されて内部が常に吸引されており、排気管３３
から出たオイルミストはオイルミストコレクター４８へ
と集積され凝縮して液状のオイルになり、加工機械（図
示せず）のオイルタンク４６に戻ってリサイクルされ
る。

【００１８】図３は、本発明の装置１０の制御回路を表
わしており、上下のフラップ弁を駆動する空圧式のロー
タリーアクチュエータ２２，２６は、それぞれ制御装置
４０からの電気信号によって制御される電磁式のエアバ
ルブ９２，９３を介してその回転動作が制御される。エ
アバルブ９２，９３は圧縮空気源９０からエアーの供給
を受ける。ノズル２８からの空気の噴射は、圧縮空気源
９０に接続された電磁式のエアバルブ９１からエアーの
供給を受けて制御される。

【００１９】図１のワーク付着油回収装置１０は、フレ
ーム２０に固定されたブラケット８０を介して、各種の
加工機械に搭載又は隣接して配置することができる。

【００２０】図１、図２において、ハウジング１６内で
油を除去されたワークＷは傾斜した油切り用のすのこ状
滑り板７８に当たって斜め前方の収納容器８８へと排出
される。回収装置の下部から漏れ落ちるわずかな油は、
排油口７６に接続したチューブで別の容器７７に排油を
集めて回収し再利用する。本発明の回収装置が加工機械
のオイルタンク４６（図３）よりも高いレベルに取付け
られていれば、油回収チューブを直接加工機械のオイル
タンクに接続してリサイクルさせることができる。

【００２１】実施例の装置１０の作動は次のようにな
る。初期設定において、上部フラップ弁１８は開放位置
にあり、下部フラップ弁２４は閉鎖位置にある。油の付
着したワークＷが加工機械から１個だけ放出されてホッ
パー１２上に落下すると、ワークＷを透過式光電スイッ
チ１４が検知し、制御装置４０に信号を送る。制御装置
４０はロータリーアクチュエータ２２に信号を送って付
勢し、上部フラップ弁１８を鉛直方向から水平方向へと
回動させてハウジング１６への入口１５を閉じる。これ
により、ハウジング１６は密閉された状態になり、制御
装置４０が働いて、エアブロー用の電磁弁９１がＯＮに
付勢され、ハウジング側面のノズル２８からブロー用エ
アーが噴射される。

【００２２】噴射されたエアーはワークＷに付着した油
剤を吹き飛ばしてミスト状にし、吸引式の排気管３３を
通じてミストコレクター４８側へと排出させる。ミスト
コレクター側の排風機は常時回転しているので、オイル
ミストは直ちにミストコレクター側へと吸引され、そこ
で液化回収されて、加工機械のオイルタンク４６（図
３）に油が戻ってリサイクルされる。排風機の代わりに
真空ポンプを用いて吸引することもできる。

【００２３】設定時間が経過すると、ノズル２８からの
エアブローが停止し、制御装置４０が働いて下部フラッ
プ弁２４が水平方向から鉛直方向へと回動して、出口３
６が開放され、ワークＷが滑り板７８に当たって収納容
器８８内へと落下して排出される。再び下部フラップ弁
２４が回動して出口３６を閉じると、上部フラップ弁１
８が回動して入口１５が開放され、初期設定の状態に復
帰し、次のワーク受け入れに備える。

【００２４】ワークＷからは油剤がほとんど除去されて
いるので、めっき等の後工程における前処理としての洗
浄作業が容易になって、製造能率が向上する。ミストコ
レクター４８内で液状の油として回収された油剤は、再
び機械加工用の切削油としてリサイクルされる。エアブ
ローの時間は、対象ワークの加工サイクルタイム内で任
意に設定することができる。

【００２５】図４及び図５は、本発明の他の実施例によ
るワーク付着油回収装置を表しており、フラップ弁１
８，２４を回動させるのに、前述したロータリーアクチ
ュエータの代わりにエアシリンダとリンク機構を用いて
いる。フレーム５０の外部に突出するように固定された
ブラケット５５，６０上に、エアシリンダ５４，５９が
それぞれ揺動可能に取り付けられている。フラップ弁１
８，２４はそれぞれ水平方向に延伸するピン５１，５６
に固定されており、これらのピン５１，５６はそれぞれ
アーム５２，５７を介して、ピストンロッド５３，５７
に連結されている。すなわち、エアシリンダ５４，５９
が付勢されてピストンロッド５３，５８が伸縮すると、
アーム５２，５７が回動してピン５１，５６を回動さ
せ、最終的にはフラップ弁１８，２４を揺動させて、ハ
ウジング１６の入口と出口を開閉するように構成されて
いる。

【００２６】図４及び図５に示した実施例の装置は、第
１の実施例とほとんど同様にして作動する。図４に示す
ように、エアシリンダ５４，５９は、エアー源９５から
圧力空気の供給を受け、電磁弁９６の作動によって圧力
空気の流れる方向が切り替えられ、ピストンロッドが伸
縮する。ピストンロッド５３，５８の伸縮は、フラップ
弁１８，２４の開閉動作に連動しているので、制御装置
９４が電磁弁９６に電気信号を送ることによって、フラ
ップ弁１８，２４が開閉し、前述した第１の実施例と同
様にして作動することになる。エアシリンダとリンク機
構は比較的簡単な機構であるため、製造コストを低減さ
せる効果がある。

【００２７】図６は、入口側のフラップ弁を変形した実
施例を表している。図１の実施例では、落下してきたワ
ークＷが入口側フラップ弁１８に衝突する可能性がある
ので、これをなくすために、ハウジング１１６内の側方
に凹所１１０を形成して、この中に入口側フラップ弁１
１８を収納するようにしている。ワークＷが投入されハ
ウジング１１６の入口１１５から落下してくる瞬間は、
入口側フラップ弁１１８は凹所１１０内に退避している
ので、ワークＷは入口側フラップ弁１１８に衝突するこ
とがない。ワークＷが出口側フラップ弁２４の上面に静
止してから、ロータリーアクチュエータ１２２を作動さ
せて入口側フラップ弁１１８を閉じればハウジング１１
６内が密閉され、ノズル２８からブロー用エアーを噴射
することができる。

【００２８】上記の説明において、ワークは原則として
１個ずつハウジング内へと導入して油を除去するものと
して説明してきたが、サイクルタイムを短縮化するため
に２個以上のワークを同時にあるいは続けてハウジング
内に導入することも可能である。その場合は、ハウジン
グ内に過剰なワークが投入されないように、センサで個
数をカウントしたり、ワークの高さを検出するセンサを
設ける等の工夫をすることが望ましい。

【００２９】エアブローのためのノズルは複数個設ける
ことも可能であり、切り換え弁を用いて複数のノズルの
動作個数や方向を切り換えることにより、ワークの大き
さや重量に対応した最適のエアブローを生成させること
ができる。

【００３０】

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明の装
置によれば、ワークに付着した油が迅速に除去され、加
工サイクルに余分な待ち時間を生じることがないので、
製造能率が著しく向上する。油の除去率は粘度によって
異なるが、冷鍛用の高粘度油の場合、実験によれば、ワ
ークに付着して機械の外部へと持ち出される油量は約８
０％減少し、付着油量は従来の２０％程度にまで減少し
た。このため、従来の自然滴下法による油剤回収作業が
不要となり、かつ遠心分離機を使う必要もなくなって著
しい省力化が達成できた。

【００３１】めっき等の後工程に入る際にもワークに油
がほとんど付着していないので前処理としての洗浄作業
が非常に容易になり、多量の油を含んだ洗浄水の排水処
理に手間取ることがなくなる。また、切削油が外部に洩
れ出して周囲を汚染することがなくなり、資源の節約と
環境の保護が達成される等、その技術的効果には極めて
顕著なものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるワーク付着油回収装置の中央部縦
断面図である。

【図２】図１のほぼ中央部分に沿って一部を断面とした
装置の縦断面図である。

【図３】本発明によるワーク付着油回収装置の空気圧式
制御システムを表わす概略回路図である。

【図４】本発明の他の実施例によるワーク付着油回収装
置の正面図である。

【図５】図４の装置の一部を断面とした右側面図であ
る。

【図６】入口側フラップ弁を変形した実施例を表す縦断
面図である。

【符号の説明】

１０ 回収装置 １２ ホッパー １４ センサ １５ 入口 １６ ハウジング １８ 入口側フラップ弁 ２０ フレーム ２２ 第１の駆動機構 ２４ 出口側フラップ弁 ２５ ピン ２６ 第２の駆動機構 ２７ ピン ２８ ノズル ３３ 排気管 ３６ 出口 ４０ 制御装置 ４６ オイルタンク ４８ ミストコレクター ７６ 排油口 ９０，９５ 圧縮空気源 ９１，９６ 電磁弁 Ｗ ワーク

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工済みのワークを受け取るホッパー
   と、 このホッパー内にワークが進入したことを検知するセン
   サと、 前記ホッパーの底部に接続された鉛直方向筒形のハウジ
   ングと、 このハウジングの上部に枢支され揺動してハウジング入
   口を開閉する入口側フラップ弁と、 この入口側フラップ弁を回転駆動する第１の駆動機構
   と、 前記ハウジングの下部に枢支され揺動してハウジング出
   口を開閉する出口側フラップ弁と、 この出口側フラップ弁を回転駆動する第２の駆動機構
   と、 前記ハウジングの側面に連結されハウジング内に圧縮空
   気を注入する１個又は複数のノズルと、 前記ノズルからの空気の噴射を調節する制御手段と、 前記ハウジングの側面に連結され容器内からミスト状の
   油を排出するための排気管と、 前記センサに応答して前記第１の駆動機構、前記第２の
   駆動機構、及び前記制御手段の作動を制御する制御装置
   とを備え、 さらに前記排気管に油を回収するミストコレクターが接
   続され、かつこのミストコレクターに吸引用の排風機ま
   たは真空ポンプが接続され、ミストコレクターで回収さ
   れた油が機械加工用の切削油として再使用されることを
   特徴とする ワーク付着油回収装置。