JP5433824B2 - チップコンベヤ装置 - Google Patents

Description

この発明は、旋盤やフライス盤等の工作機械から排出された切り屑が混じったダーティ液から切り屑を分離して排出するチップコンベヤ装置に関し、特にサイクロン分離器が一体的に取り付けられたチップコンベヤ装置に関する。

旋盤やフライス盤等の工作機械においては、バイト、カッタ等の切削工具と被加工物（ワーク）とが接触する加工部位に切削液（クーラント）を供給して当該加工部位の発熱を抑えながら加工を行う湿式タイプが主流になっている。この湿式タイプの工作機械にはチップコンベヤ装置が常設されている。チップコンベヤ装置は、工作機械から排出された切り屑が混じったダーティ液（汚れた切削液）から切り屑（被加工物から除去された固体不要物）を分離して排出するとともに、装置内の濾過手段によって切り屑が取り除かれたクリーン液（清浄な切削液）に再生して工作機械に供給することで、工作機械とチップコンベヤ装置の間で切削液を循環させて使用する。本明細書では、工作機械の加工によってワークから除去された金属屑若しくは金属を含んだ屑全般を切り屑と表しており、ヒゲ状、カール状、小塊状、粉状、汚泥状の屑等も含めて切り屑と表現している。

チップコンベヤ装置に配されて、切り屑が混じったダーティ液からクリーン液を分離する濾過器としては、回転ドラムフィルタ、サイクロン分離器、マグネットフィルタ等が挙げられる。回転ドラムフィルタは、金網（メッシュ）を張った回転ドラムの内側に切り屑を留めながら回転力（遠心力）によってクリーン液を回転ドラムの外に排出する。サイクロン分離器は、切り屑が混じったダーティ液を筐体側面の入口から圧力をかけて流し込み、筐体内部に螺旋流（サイクロン）を発生させ、クリーンな切削液を分離してサイクロン分離器の上方に排出しつつ、濃縮されたダーティ液を筐体下端の分離排出口（ダーティ液排出口）から下方に吐き出す。マグネットフィルタは、筐体に内蔵された磁力体に鉄の切り屑を留めながらクリーン液をマグネットフィルタの外に排出する。これらの濾過器はいずれも、ダーティ液からクリーン液と濃縮されたダーティ液とに分離するための機器である。

チップコンベヤ装置において、切り屑が混じったダーティ液から切り屑を分離して搬送する搬送機構としては、チェーンコンベヤ、コイル式コンベヤ、スクリュー式コンベヤ等が挙げられる。チェーンコンベヤは、切削液の付着した切り屑ダーティ液を搬送する複数のプレート板が連続的に配されて駆動軸と従動軸との間に掛け渡され、切り屑を複数のプレート板上で搬送しながらコンベヤ上方の総排出口から排出しつつ、切削液を複数のプレート板の下方に通過させる。チェーンコンベヤの切り屑搬送機構には、プレート板以外に、搬送ベルトに切り屑を掻き上げる掻き取り部材（掻き板）が取り付けられたスクレーパ式コンベヤや、マグネットが取り付けられたマグネット式コンベヤがある。
スクリュー式コンベヤは回転軸上に螺旋プロペラが形成されたスクリューを回転させることで、切り屑を搬送しながら圧縮してコンベヤ上方の排出口から排出しつつ、重力にて切削液をコンベヤの下方に移動させるものである。コイル式コンベヤは、螺旋コイル状に形成された回転軸により切り屑を搬送しながら圧縮してコンベヤ上方の排出口から排出しつつ、切削液をコンベヤの下方に移動させるものである。これらの搬送機構はいずれも、切り屑をコンベヤ上方の排出口に移動させながら、切削液をコンベヤの下方に移動させる機構である。

従来のチップコンベヤ装置では、切り屑の処理能力を高めるために、搬送路のサイズが大きくなっている。その一方で、工作機械が加工する被加工物（ワーク）の形状、材質、面粗さ等の仕様が多種多様であり、また、加工の進行段階によってワークからの切り屑の発生の仕方が大きく異なり、ワークの発熱量に応じて供給する切削液（クーラント）の量の増減が大きく変動する。つまり、工作機械から排出される切り屑の混じったダーティ液の排出量が急激に変動し、またダーティ液に占める切り屑の割合も大きく変動することが一般的である。このダーティ液の排出量の急激な増減に対応するためには、ダーティ液の排出量の瞬間最大値に合わせて、余裕を持たせた大きなサイズの搬送路とするか、ダーティ液を一時的に溜めるダーティ液槽の容量を充分大きくするか、その両方を実施しなければならず、いずれにしても大型のチップコンベヤ装置となってしまう。

従来のチップコンベヤ装置としては、例えば特許文献１に示すチェーンコンベヤ装置や、特許文献２に示すスクリュー式コンベヤ装置が示されている。しかし、これらコンベヤ装置の単体使用だけでは、ダーティ液からの切り屑とクリーン液との分離が不十分である。そこで、チェーンコンベヤに回転ドラムフィルタを取り付けるか（例えば特許文献３）、さらにサイクロン分離器やマグネットフィルタを取り付けることで、再生使用するクリーン液のクリーン度合いを高めようとする工夫がなされている。また、ダーティ液をポンプで汲み上げてサイクロン分離器に供給しサイクロン分離器にてクリーン液の一部を分離してサイクロン分離器の上方に排出しつつ、濃縮されたダーティ液を筐体の下方に吐き出してサイクロン分離器の下方に設置されたダーティ液槽に落下させ、時間の経過によってダーティ液槽に沈降蓄積して貯留された濃縮沈殿物（スラッジと呼ばれる切り屑）をコンベヤにてダーティ液槽の上方に搬送して機外に排出する液処理装置（特許文献４）が開示されている。

特開２００１−２５３５２３号公報 特開２００４−２２４５６６号公報 特開２００３−１４５３９０号公報 特開２００６−７５７２５号公報

しかしながら、特許文献１から４に示す従来のコンベヤ装置は、工作機械から排出されるダーティ液の排出量の急激な増減に対応できているとは言い難い。その理由としては、工作機械から排出されるダーティ液の排出量の急激な増減が予測し難く、工作機械から排出されるダーティ液の排出量が急激に増加すると、ダーティ液の液面が上昇してコンベヤ装置の切り屑排出口からダーティ液が溢れ出てしまうからである。いっぽう、工作機械から排出されるダーティ液の排出量が急激に減少すると、サイクロン分離器が正常動作せずにダーティ液が筐体下端の分離排出口（ダーティ液排出口）から下方に垂れ流し状態となり、ダーティ液の液面が上昇してコンベヤ装置の切り屑排出口からダーティ液が溢れ出てしまう事態に至る。これらの不具合を避けるためには、ダーティ液の排出量の瞬間最大値に合わせて、余裕を持たせた大きなサイズの搬送路とするか、ダーティ液を一時的に溜めるダーティ液槽の容量を充分大きくするか、その両方を実施しなければならず、その結果、大型のチップコンベヤ装置を設置せざるを得ないのが実情である。

そこで本発明の目的は、従来よりも小型のチップコンベヤ装置でありながら、旋盤やフライス盤等の工作機械から排出されるダーティ液の急激な増減に対応した動作をするチップコンベヤ装置を提供することにある。

本発明のチップコンベヤ装置は、旋盤やフライス盤等の工作機械から排出された切り屑が混じったダーティ液からクリーン液を分離するサイクロン分離器と、当該サイクロン分離器の下方に形成された分離排出口から排出されたダーティ液を受けて所定形状の搬送路内を搬送し前記分離排出口よりも高い位置に配された切り屑排出口から切り屑として排出する搬送機構と、前記サイクロン分離器と前記搬送機構とを連結する中空の筒型連結具とを備え、前記ダーティ液の一部を吐出するためのリリーフ回路吐出口を前記筒型連結具の側面に形成し、前記リリーフ回路吐出口の高さを前記切り屑排出口の高さよりも低い位置に設定することを特徴とする。
本発明のチップコンベヤ装置は、旋盤やフライス盤等の工作機械から排出された切り屑が混じったダーティ液からクリーン液を分離するサイクロン分離器と、当該サイクロン分離器の下方に形成された分離排出口から排出されたダーティ液を受けて所定形状の搬送路内を搬送し前記分離排出口よりも高い位置に配された切り屑排出口から切り屑として排出する搬送機構と、前記サイクロン分離器と前記搬送機構とを連結する中空の筒型連結具とを備え、前記ダーティ液の一部を吐出するためのリリーフ回路吐出口を前記搬送機構の筐体側面に形成し、前記リリーフ回路吐出口の高さを前記切り屑排出口の高さよりも低い位置に設定するとともに、前記サイクロン分離器の分離排出口の高さを前記リリーフ回路吐出口の高さよりも低い位置に設定することを特徴とする。

本発明では、旋盤やフライス盤等の工作機械から排出された切り屑が混じったダーティ液がサイクロン分離器に供給され、サイクロン分離器によってクリーン液の一部が分離され排出される。その一方で、サイクロン分離器の下方に形成された分離排出口から濃縮されたダーティな液が排出されて真下に落下するか中空の筒型連結具の内壁に沿うなどして落下し、サイクロン分離器の下方に設置された搬送機構へと受け渡され、搬送機構によって所定形状の搬送路内を搬送され前記サイクロン分離器の分離排出口よりも高い位置に配された切り屑排出口から切り屑が排出される。
本発明によれば、前記ダーティ液の一部を吐出するためのリリーフ回路吐出口が前記連結具の側面またはその近くの前記搬送機構の筐体側面に形成されており、前記リリーフ回路吐出口の高さが前記切り屑排出口の高さよりも低い位置に設定されていることで、前記ダーティ液の液面が上昇した場合には、前記リリーフ回路吐出口から余剰のダーティ液が機外に吐出されることとなり、前記ダーティ液がコンベヤ装置の切り屑排出口から溢れ出ることがない。

本発明は、前記リリーフ回路吐出口よりも下方位置の前記連結具の内部断面積Ａを前記リリーフ回路吐出口の内部断面積Ｂよりも大きいサイズに設定することが好ましい。

サイクロン分離器は、濃縮されたダーティ液をその分離排出口から下方に吐き出す。このためサイクロン分離器の稼働中は、当該サイクロン分離器が取り付けられた前記中空の筒型連結具の内圧Ｐ１は、外圧Ｐ２よりも高くなり（Ｐ１＞Ｐ２）、内圧Ｐ１から外圧Ｐ２を減算した差圧Ｐ３（Ｐ３＝Ｐ１−Ｐ２）は正の値となる。
本発明では、前記リリーフ回路吐出口よりも下方位置の前記連結具の内部断面積Ａを前記リリーフ回路吐出口の内部断面積Ｂよりも大きいサイズに設定することで（Ａ＞Ｂ）、断面積Ａを断面積Ｂで除算した断面積比Ｃ（Ｃ＝Ａ／Ｂ）は１よりも大きい値となる。
したがって本発明によれば、前記サイクロン分離器の分離排出口から下方に吐き出されたダーティ液の液面水位に対して、前記差圧Ｐ３（Ｐ３＝Ｐ１−Ｐ２）を断面積比Ｃ（Ｃ＝Ａ／Ｂ）で掛け合わせた値に対応する押圧力が生じることで前記ダーティ液の液面を下方に押さえる作用を奏し、前記ダーティ液の液面上昇が妨げられる。

本発明は、前記サイクロン分離器の分離排出口の高さを前記リリーフ回路吐出口の高さよりも低い位置に設定することを特徴とする。

サイクロン分離器は、濃縮されたダーティ液を分離排出口から下方に吐き出すとともに、空気を分離排出口から吸引する性質がある。このためサイクロン分離器の稼働中は、前記ダーティ液の液面高さが前記分離排出口の高さ付近を上下動する挙動を示す。
本発明によれば、前記分離排出口の高さが前記リリーフ回路吐出口の高さよりも低い位置に設定されることで、前記サイクロン分離器の稼働中に前記分離排出口から排出されたダーティ液が、前記リリーフ回路吐出口から余計に吐出されることがない。

本発明は、前記搬送機構がコイル式コンベヤ、スクリュー式コンベヤ、又はスクレーパ式コンベヤのいずれかであり、前記ダーティ液を受けて前記所定形状の搬送路内を搬送することで固液分離し圧縮した切り屑として排出することを特徴とする。また本発明は、前記搬送路が円筒状搬送路であり、この円筒状搬送路に配された前記スクリュー式コンベヤが回転しながら前記切り屑を圧縮搬送することが好ましい。

本発明によれば、前記搬送機構がコイル式コンベヤ、スクリュー式コンベヤ、又はスクレーパ式コンベヤのいずれかであり、前記ダーティ液を受けて前記所定形状の搬送路内を搬送することで固液分離し圧縮した切り屑として排出するため、切り屑がまとまって排出され廃棄処理が容易である。また、前記搬送路が円筒状搬送路であり、この円筒状搬送路に配された前記スクリュー式コンベヤが回転しながら前記切り屑を圧縮搬送することで、受取った切り屑を漏れなく掻き集めて前記切り屑排出口から排出する。

本発明は、前記搬送路を地面に対して３０度から８０度の傾斜角度で立ち上げて前記切り屑排出口を形成することを特徴とする。

本発明によれば、前記搬送路で受取った切り屑を徐々に押し上げて液切りしながら前記切り屑排出口から圧縮した切り屑として排出することとなり、切り屑の後始末が容易である。前記搬送路の傾斜位置は、前記搬送路の中間地点から立ち上がっている形状でもよいし、前記切り屑の搬送開始地点から立ち上がっている形状でもよい。前記搬送路が、切り屑の搬送開始地点からストレート形状で立ち上がっている単純な形状とすれば、小型の駆動モータであっても前記スクリュー式コンベヤを回転させ易い。水平な床面では、前記傾斜角度の最適値は約６０度である。

本発明は、複数のプレート板が連続的に配され駆動軸と従動軸との間に掛け渡されて、旋盤やフライス盤等の工作機械から排出された切り屑が混じったダーティ液を前記プレート板上で搬送しながら上方の総排出口から切り屑を排出するチェーンコンベヤと、前記ダーティ液を一時的に溜めるダーティ液槽と、ダーティ液槽からダーティ液を汲み上げて前記サイクロン分離器に供給するポンプを備えることを特徴とする。

本発明によれば、比較的大きな切り屑（目安として、サイズが１ｍｍ以上の切り屑）が前記チェーンコンベヤの複数のプレート板上で搬送され上方の総排出口から排出され、前記プレート板の下方に通過した比較的小さな切り屑（目安として、サイズが１ｍｍ未満の切り屑）が前記ダーティ液槽に一時的に溜められる。そして、前記ポンプによって前記ダーティ液槽からダーティ液が汲み上げられて前記サイクロン分離器に供給され、前記サイクロン分離器によってクリーン液の一部が分離されて排出される。そして、前記分離排出口から濃縮されたダーティ液が排出されて落下し、前記サイクロン分離器の下方に配されたコイル式コンベヤ、スクリュー式コンベヤ、又はスクレーパ式コンベヤのいずれかへと受け渡され、所定形状の搬送路を圧縮搬送され切り屑排出口から切り屑が排出される。
つまり、旋盤やフライス盤等の工作機械から排出された切り屑のうち比較的大きな切り屑（目安として、サイズが１ｍｍ以上の切り屑）が前記チェーンコンベヤにて分離されて排出され、比較的小さな切り屑（目安として、サイズが１ｍｍ未満の切り屑）がコイル式コンベヤ、スクリュー式コンベヤ、又はスクレーパ式コンベヤのいずれかにて分離されて排出されるので、工作機械から排出されたほぼすべての切り屑が確実に排出されることとなる。
前記プレート板としては、プレート板の切り屑搬送面に複数の貫通孔が形成された孔開きプレート板、プレート板の切り屑搬送面に複数の小突起が形成された突起付きプレート板、プレート板の切り屑搬送面に複数の貫通窓及び貫通窓を覆うメッシュ（金属網）が形成されたメッシュ付きプレート板、又はこれらのうち２つないし全部の組み合わせによるプレート板が適用される。

本発明は、前記スクリュー式コンベヤが前記チェーンコンベヤの筐体上に設置されていることが好ましい。
本発明によれば、前記スクリュー式コンベヤが前記チェーンコンベヤの筐体上に設置されていることで、装置の小型化に好適な配置構成となる。

本発明は、前記連結具が床面に対して略鉛直に配され、前記サイクロン分離器が前記連結具に着脱自在に収納されることが好ましい。
本発明によれば、前記筒型連結具を床面に対して略鉛直に配することで、前記サイクロン分離器の分離排出口から真下に落下したダーティな切削液が、前記搬送機構へと最短距離で受け渡される。また、前記サイクロン分離器を前記筒型連結具に着脱自在とすることで、工作機械から排出されるダーティ液の排出量や切り屑の種別に応じて、最適な能力のサイクロン分離器を適宜付け替えて対応することが容易である。前記サイクロン分離器は市販のものが適用できる他、カスタム仕様とすることもできる。

本発明は、前記スクリュー式コンベヤは、その前記円筒状搬送路の内径に摺接するように移動する圧縮用の円筒体が前記スクリュー式コンベヤの軸に連結されている構成としてもよい。前記円筒状搬送路の内径よりも若干小さい外径の円筒体が前記スクリュー式コンベヤの軸に連結されていることで、搬送路の内部において切り屑を後戻りさせずに前方に押しやって強く圧縮する。
前記筒型連結具の内径の形状としては、一定のストレート形状、前記円筒状搬送路との連結側に向かって広いラッパ形状、又は前記円筒状搬送路との連結側に向かって狭いロート形状が挙げられる。そして、前記筒型連結具の内径の平均値を、前記円筒状搬送路の内径の平均値よりも小さく設定することで、工作機械から排出されるダーティ液の排出量が急激に増加して液面が上昇したとき、液の水頭差によって、前記筒型連結具の液面高さが前記円筒状搬送路の液面高さよりも先に高くなるため、前記リリーフ回路吐出口から余剰のダーティ液を吐出させるリリーフ制御の応答性がよくなる。

本発明によれば、前記ダーティ液の一部を吐出するためのリリーフ回路吐出口が前記連結具の側面またはその近くの前記搬送機構の筐体側面に形成されており、前記リリーフ回路吐出口の高さが前記切り屑排出口の高さよりも低い位置に設定されていることで、前記ダーティ液の液面が上昇した場合には、前記リリーフ回路吐出口から余剰のダーティ液が機外に吐出されることとなり、前記ダーティ液がコンベヤ装置の切り屑排出口から溢れ出ることがない。
本発明によれば、前記リリーフ回路吐出口よりも下方位置の前記連結具の内部断面積Ａを前記リリーフ回路吐出口の内部断面積Ｂよりも大きいサイズに設定することによって、前記分離排出口から下方に吐き出されたダーティ液の液面水位に対して、前記差圧Ｐ３（Ｐ３＝Ｐ１−Ｐ２）を断面積比Ｃ（Ｃ＝Ａ／Ｂ）で掛け合わせた値に対応する押圧力が生じることで前記ダーティ液の液面を下方に押さえる作用を奏し、前記ダーティ液の液面上昇が妨げられる。
本発明によれば、前記分離排出口の高さが前記リリーフ回路吐出口の高さよりも低い位置に設定されることで、前記サイクロン分離器の稼働中に前記分離排出口から排出されたダーティ液が、前記リリーフ回路吐出口から余計に吐出されることがない。

本発明によれば、前記筒型連結具を床面に対して略鉛直に配することで、前記サイクロン分離器の分離排出口から真下に落下したダーティな切削液が、前記搬送機構へと最短距離で受け渡される。また、前記サイクロン分離器を前記筒型連結具に着脱自在とすることで、工作機械から排出されるダーティ液の排出量や切り屑の種別に応じて、最適な能力のサイクロン分離器を適宜付け替えて対応することが容易である。

本発明によれば、旋盤やフライス盤等の工作機械から排出された切り屑のうち比較的大きな切り屑（目安として、サイズが１ｍｍ以上の切り屑）が前記チェーンコンベヤにて分離されて排出され、比較的小さな切り屑（目安として、サイズが１ｍｍ未満の切り屑）がコイル式コンベヤ、スクリュー式コンベヤ、又はスクレーパ式コンベヤのいずれかにて分離されて排出されるので、工作機械から排出されたすべての切り屑が確実に排出されることとなる。
本発明によれば、前記搬送路が円筒状搬送路であり、この円筒状搬送路に配された前記スクリュー式コンベヤが回転しながら前記切り屑を受けて、前記切り屑を搬送しながら圧縮することで、受取った切り屑を漏れなく掻き集めて前記切り屑排出口から排出することとなる。そして、前記搬送路で受取った切り屑を徐々に押し上げて液切りしながら前記切り屑排出口から圧縮した切り屑として排出することとなり、切り屑の後始末が容易である。
そして前記スクリュー式コンベヤが前記チェーンコンベヤの筐体上に設置されることで、装置の小型化に好適な配置となる。

したがって、これら本発明によって、従来よりも小型のチップコンベヤ装置でありながら、その構造によって旋盤やフライス盤等の工作機械から排出されるダーティ液の急激な増減に対応した動作をするチップコンベヤ装置が実現する。

本発明の第１の実施形態のチップコンベヤ装置を示す側面図である。 上記第１の実施形態のチップコンベヤ装置を側方から示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態のチップコンベヤ装置を側方から示す断面図である。 本発明の第３の実施形態のチップコンベヤ装置を示す正面図である。 上記実施形態のチップコンベヤ装置を示す側面図である。 本発明の第４の実施形態のチップコンベヤ装置を側方から示す断面図である。 本発明に係る筒型連結具を側方から示す断面図である。 本発明に係るサイクロン分離器の分離排出口とリリーフ回路吐出口との関係を側方から示す断面図である。 上記第４の実施形態のチップコンベヤ装置の他の例を側方から示す断面図である。 上記第１の実施形態のチップコンベヤ装置の他の例を側方から示す断面図である。 上記第４の実施形態のチップコンベヤ装置の他の例を側方から示す断面図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態のチップコンベヤ装置の側面図を図１に示す。また、その内部構造を示す要部断面図を図２に示す。本発明の第１の実施形態のチップコンベヤ装置１は、サイクロン分離器２と、サイクロン分離器２を上部からその内部に収納して保持する中空の筒型連結具３と、筒型連結具３の下部と連結される円筒状搬送路５と、円筒状搬送路５に内蔵されたスクリュー式コンベヤ４と、スクリュー式コンベヤ４を駆動する駆動手段６とを備える。本発明のチップコンベヤ装置１は、旋盤やフライス盤等の工作機械の近傍の地面と水平な床Ｅ上に設置され使用される。

本実施形態に係るサイクロン分離器２は、その上部が円筒状の外筒形状であり、その中央部が下に向かって内径が小さくなる漏斗形状を呈し、その下方は下端に開口を有する管形状となっている（図２）。サイクロン分離器２の内部は略漏斗形状となっており、その上部の側面には、旋盤やフライス盤等の工作機械から排出された切り屑（ここでは切り屑ｘとする）が混じったダーティな切削液Ｌ１を供給するダーティ液供給口２ａが配され、その上面側には、クリーンな切削液Ｌｃを排出するクリーン液排出口２ｂが配される。そして、サイクロン分離器２の下端が、ダーティ液Ｌ１からクリーン液Ｌｃを分離した後のダーティ液Ｌ２（Ｌ２＝Ｌ１−Ｌｃ）を排出する分離排出口２ｚとなる。

本実施形態に係るサイクロン分離器２は、ダーティ液供給口２ａからポンプ等の輸送手段によって切り屑ｘが混じったダーティ液Ｌ１をサイクロン分離器２内に加圧して流し込むと、筐体内部に螺旋流（サイクロン）が発生し、クリーン液Ｌｃが分離されクリーン液排出口２ｂから排出される。そして、ダーティ液Ｌ１からクリーン液Ｌｃが分離された後のダーティ液Ｌ２が筐体下端の分離排出口２ｚから吐き出される。

本実施形態に係る筒型連結具３は、その上部が円筒状の外筒形状であり、下部が上部よりも一回り小さい径の円筒状であり、その下端に開口３ａを有する（図２）。筒型連結具３は、その内部が中空であり、鋼鉄等の金属製である。筒型連結具３の上部の円筒と下部の円筒の間には、円形フランジ３ｋが設けられ、円筒形のサイクロン分離器２の鍔状の掛止板２ｋを円形フランジ３ｋに掛止してボルト等の固定手段によって固定する。本実施形態では、サイクロン分離器２は、筒型連結具３に着脱自在に収納される。サイクロン分離器２を筒型連結具３に着脱自在とすることで、工作機械から排出されるダーティ液Ｌ１の排出量や切り屑ｘの種別に応じて、最適な能力のサイクロン分離器２を適宜付け替えて対応する。

本実施形態に係る筒型連結具３は、地面と水平な床面Ｅに対して略鉛直に配される。サイクロン分離器２を床面Ｅに対して略鉛直に取り付ることで、サイクロン分離器内のダーティな切削液Ｌ２を分離排出口２ｚから真下に落下させて、搬送機構４へと最短距離で受け渡す。本実施形態では市販のサイクロン分離器２を使用しているが、カスタム仕様とすることもでき、例えばサイクロン分離器２と筒型連結具３を一体としたサイクロン分離器２としても良い。

本実施形態に係る筒型連結具３の下方の側面には、ダーティ液Ｌ２の一部を吐出するためのリリーフ回路吐出口３ｂが形成されている。本実施形態では、リリーフ回路吐出口３ｂは常時開放型の管形状である。リリーフ回路吐出口３ｂには、適宜、開閉弁や栓を追加で配してもよい。

本実施形態では、筒型連結具３の下方は開口３ａとなっており、円筒状搬送路５の上側面に形成された円形孔５ａと位置を合わせて、筒型連結具３の下部と円筒状搬送路５の上側面とを連結しボルト等の固定手段によって固定する。開口３ａの直径は、円形孔５ａの直径よりも若干小さく設定される。これは、ダーティ液Ｌ２が筒型連結具３から円筒状搬送路５へと抜けやすくするためである。筒型連結具３の下面と円筒状搬送路５の上側面との重なる面の間には、パッキン（オイルシール）が挟まる。

本実施形態では、搬送機構４としてスクリュー式コンベヤ４が円筒状搬送路５の内部に配されている（図２）。スクリュー式コンベヤ４は、回転軸４ｊと回転軸４ｊの外周側面に一体形成されたスクリュー羽根４ｐからなり、減速機６ｇを介して駆動モータ６Ｍと回転軸４ｊが連結される。円筒状搬送路５の内周の少なくとも下半分とスクリュー羽根４ｐの外周とは、摺接している。これは、サイクロン分離器２から受取った切り屑ｘを漏れなく掻き集めて前方側に押しやりながら圧縮するためである。

本実施形態に係る円筒状搬送路５は、地面と水平な床面Ｅに対して水平設置されたストレートな円筒形状の水平部５ｃと、スクリュー式コンベヤ４の先端付近から床面Ｅに対して所定の傾斜角度で立ち上がった傾斜部５ｂからなる（図２）。床面Ｅに対する傾斜角度Ｋは、３０度から８０度である。傾斜部５ｂの前方側（図中の右側）は切り屑排出口５ｚとなっており、切り屑排出口５ｚの開口径は水平部５ｃの内径よりも若干大きく設定され、傾斜部５ｂは、全体として略ラッパ形状を呈する。これは、圧縮された切り屑ｘ１を排出しやすくするためである。

本実施形態では、駆動モータ６Ｍによって回転軸４ｊとスクリュー羽根４ｐからなるスクリュー式コンベヤ４が右回転し（図中のｃｗ）、スクリュー羽根４ｐが切り屑ｘを前方に搬送しながら圧縮し、圧縮された切り屑ｘ１の状態で傾斜部５ｂの上方に向かって押し上げる。圧縮された切り屑ｘ１を押し上げることで、切り屑ｘ１に付着していた切削液が液切れしやすくなる。したがって、切り屑排出口５ｚから不要物Ｌ４として圧縮された切り屑ｘ１が機外に排出され、その一方で、切り屑ｘ１に付着していた切削液が、重力によって傾斜部５ｂの内壁を伝って傾斜部５ｂの下方に戻される。

本明細書では便宜上、筒型連結具３の内部に滞留しているものをダーティ液Ｌ２とし、円筒状搬送路５の傾斜部５ｂの内部に滞留しているものをダーティ液Ｌ３としている。ダーティ液Ｌ３の床Ｅからの液面高さｈ２は、円筒状搬送路５の水平部５ｃの内周の上面付近に設定されており、スクリュー式コンベヤ４が切削液Ｌ２に浸っている状態となっている（図２）。これは、スクリュー式コンベヤ４の回転にともなう円筒状搬送路５との摩擦熱や切り屑ｘ（ｘ１）との摩擦熱による装置の発熱を抑えるためである。

本実施形態では、円筒状搬送路５の切り屑排出口５ｚの開口径が、円筒状搬送路５の水平部５ｃの内径よりも若干大きく設定され、筒型連結具３の内径の平均値が、円筒状搬送路５の内径の平均値よりも若干小さく設定される。このため、サイクロン分離器２の分離排出口２ｚから切削液が排出されているとき、液の水頭差によって、筒型連結具３の内部に滞留している切削液Ｌ２の床Ｅからの液面高さｈ３が、円筒状搬送路５の傾斜部５ｂの内部に滞留している切削液Ｌ３の床Ｅからの液面高さｈ２よりも大きくなる（ｈ３＞ｈ２）。したがって、工作機械から排出されるダーティ液の排出量がコンベヤ装置１の切削液処理能力を超えて急激に増加して液面が上昇したとき、液の水頭差によって、筒型連結具３の液面高さｈ３が円筒状搬送路５の液面高さｈ２よりも先に高くなるため、リリーフ回路吐出口３ｂから余剰のダーティ液を吐出させるリリーフ制御の応答性がよくなる。

図８は、本実施形態に係るサイクロン分離器２の分離排出口２ｚとリリーフ回路吐出口３ｂとの関係を側方から示す断面図である。本実施形態に係るサイクロン分離器２は、濃縮されたダーティ液Ｌ２をその分離排出口２ｚから下方に吐き出す。このためサイクロン分離器２の稼働中は、前記中空の筒型連結具の内圧Ｐ１は、外圧Ｐ２よりも高くなり（Ｐ１＞Ｐ２）、内圧Ｐ１から外圧Ｐ２を減算した差圧Ｐ３（Ｐ３＝Ｐ１−Ｐ２）は正の値となる。本実施形態では、サイクロン分離器２の分離排出口２ｚよりも若干下方位置の前記連結具３の内部断面積Ａを前記リリーフ回路吐出口の内部断面積Ｂよりも大きいサイズに設定する。

本実施形態では、前記リリーフ回路吐出口よりも若干下方位置の前記連結具の内部断面積Ａを前記リリーフ回路吐出口の内部断面積Ｂよりも大きいサイズに設定することで（Ａ＞Ｂ）、断面積Ａを断面積Ｂで除算した断面積比Ｃ（Ｃ＝Ａ／Ｂ）が１よりも大きい値となる。
したがって本実施形態によれば、前記サイクロン分離器２の分離排出口２ｚから下方に吐き出されたダーティ液の液面水位に対して、前記差圧Ｐ３（Ｐ３＝Ｐ１−Ｐ２）を断面積比Ｃ（Ｃ＝Ａ／Ｂ）で掛け合わせた値に対応する押圧力が生じることで前記ダーティ液の液面を下方に押さえる作用を奏し、前記ダーティ液の液面上昇が妨げられる。前記断面積比Ｃ（Ｃ＝Ａ／Ｂ）は例えば２以上の値に設定する。
ここで、図８（ａ）はサイクロン分離器２の分離排出口２ｚの高さがリリーフ回路吐出口３ｂよりも僅かに低い位置に設定されている場合での例であり、連結具３の内部断面積Ａの位置は、サイクロン分離器２の分離排出口２ｚよりも低い位置となる。また、図８（ｂ）はサイクロン分離器２の分離排出口２ｚの高さがリリーフ回路吐出口３ｂよりもやや低い位置に設定されている場合での例であり、連結具３の内部断面積Ａの位置は、サイクロン分離器２の分離排出口２ｚよりもやや高い位置となる。そして、図８（ｃ）はサイクロン分離器２の分離排出口２ｚの高さがリリーフ回路吐出口３ｂよりもかなり低い位置であり、連結具３よりも下方に突出する位置に設定されている場合での例であり、連結具３の内部断面積Ａの位置は、サイクロン分離器２の分離排出口２ｚよりもかなり高い位置となる。

図２に示す第１の実施形態では、サイクロン分離器２の分離排出口２ｚが、筒型連結具３の内側に少し引っ込んだ状態で取り付けられており、地面と水平な床Ｅからの分離排出口２ｚの高さｈ１は、筒型連結具３の下面よりも少し高い位置である。そして、床Ｅからの分離排出口２ｚの高さｈ１は、床Ｅからのリリーフ回路吐出口３ｂの高さｈ４よりも低い位置に設定される（ｈ４＞ｈ１）。また、サイクロン分離器２のダーティ液供給口２ａの床Ｅからの高さｈ６は、筒型連結具３のリリーフ回路吐出口３ｂの床Ｅからの高さｈ４よりも大きく設定される（ｈ６＞ｈ４）。そして、円筒状搬送路５の切り屑排出口５ｚの床Ｅからの高さｈ５は、筒型連結具３のリリーフ回路吐出口３ｂの床Ｅからの高さｈ４よりも大きく設定される（ｈ５＞ｈ４）。また、サイクロン分離器２の筐体側面のダーティ液供給口２ａの床Ｅからの高さｈ６は、円筒状搬送路５の切り屑排出口５ｚの床Ｅからの高さｈ５よりも大きく設定される（ｈ６＞ｈ５）。

本実施形態によれば、ダーティ液Ｌ２の床Ｅからの液面高さｈ３が上昇して筒型連結具３のリリーフ回路吐出口３ｂの床Ｅからの高さｈ４を越えようとすると、筒型連結具３のリリーフ回路吐出口３ｂから余剰のダーティ液Ｌ２が吐出することとなり、ダーティな切削液Ｌ３が円筒状搬送路５の切り屑排出口５ｚから溢れ出ることがない。したがって、特別な制御手段を設けなくとも、サイクロン分離器２やスクリュー式コンベヤ４を安定して連続運転することができる。

そして本実施形態によれば、旋盤やフライス盤等の工作機械から排出されたダーティ液Ｌ１がサイクロン分離器２のダーティ液供給口２ａに流し込まれると、螺旋流（サイクロン）によってクリーン液Ｌｃが分離されクリーン液排出口２ｂから排出され再使用される。そして、ダーティ液Ｌ２が分離排出口２ｚから吐き出されて落下し、スクリュー式コンベヤ４へと受け渡され、円筒状搬送路５を搬送され切り屑排出口５ｚから圧縮された切り屑ｘ１として排出される。

図２に示す第１の実施形態では、サイクロン分離器２の下方が下端に開口を有するストレートな管形状としているが、これを図１０に示すサイクロン分離器２の下方が下端に向けて広がった開口を有する台形円錐の管形状としてもよい。このような台形円錐の管形状とすることで、切り屑がサイクロン分離器２内で目詰まりするようなことがない。また、サイクロン分離器２の分離排出口２ｚの高さがリリーフ回路吐出口３ｂよりもやや低い位置に設定されていてもよいし（図２）、サイクロン分離器２の分離排出口２ｚの高さがリリーフ回路吐出口３ｂよりも僅かに低い位置に設定されていてもよい（図１０）。

上述した第１の実施形態では、搬送機構４としてスクリュー式コンベヤ４を採用したが、鋼線をコイル状に加工しこれを回転させて切り屑ｘを巻き込んで排出させるコイル式コンベヤを使用することも可能である。また、前進後退用の駆動モータを追加してスクリュー式コンベヤ４を回転させながら前進させたり後退させたりして圧縮された切り屑ｘ１の嵩や圧縮率を高めることも可能である。切り屑排出口５ｚは開放状態であるが、切り屑排出口５ｚに開閉式の蓋体６を設けてもよい。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態のチップコンベヤ装置の内部構造を示す要部断面図を図３に示す。本実施形態のチップコンベヤ装置１１は、スクリュー式コンベヤ４を内蔵した円筒状搬送路５がチェーンコンベヤ９の筐体上に設置される装置構成である。チェーンコンベヤ９は、複数のプレート板８が連続的に配され駆動軸８Ｍと従動軸Ｒとの間に掛け渡されて搬送路を形成するものであり、搬送路の中間地点で筐体が斜め上方に立ち上がっており、切り屑を搬入する下方の供給口９ａと切り屑を排出する上方の総排出口９ｚを備える。プレート板８は、切り屑搬送面に複数の貫通窓及び貫通窓を覆うメッシュ（金属網）が形成されたメッシュ付きプレート板である。

本実施形態の円筒状搬送路５は、切り屑の搬送開始地点からストレート形状で立ち上がっており、スクリュー式コンベヤ４の回転軸４ｊの上方部分が減速機６ｇを介して小型の駆動モータ６Ｍと連結される。地面と水平な床面Ｅとチェーンコンベヤ９の筐体の傾斜部とがなす傾斜角度Ｋは約６０度に設定され、円筒状搬送路５の傾斜角度も約６０度となる。

本実施形態では、筒型連結具３は円筒状搬送路５の筐体と一体形成され、地面と水平な床面Ｅに対して略鉛直に配置される。筒型連結具３には、サイクロン分離器２が、分離排出口２ｚを下向きにして収納固定される。サイクロン分離器２の分離排出口２ｚは、リリーフ回路吐出口３ｂよりも低い位置に設定される。また、円筒状搬送路５の切り屑排出口５ｚは、リリーフ回路吐出口３ｂよりも高い位置に設定される。

本実施形態では、筒型連結具３の側面内壁には、筒型連結具３内のダーティ液Ｌ２の液面高さを検知する液面検知センサ３ｓが備わる。液面検知センサ３ｓは、フロートスイッチである。液面検知センサ３ｓは、リリーフ回路吐出口３ｂよりも高い位置に設定され、リリーフ回路吐出口３ｂよりも液面が上昇し所定高さに達すると、制御回路７に液面検知信号を送出する。そして、この液面検知信号を受けた制御回路７がポンプＰに停止信号を送出してポンプＰが停止する構成となっている。

本実施形態によれば、工作機械Ｍから排出された切り屑のうち比較的大きな切り屑ｙ（目安として、サイズが１ｍｍ以上の切り屑）がチェーンコンベヤ８にて分離されて排出され、比較的小さな切り屑ｘ（目安として、サイズが１ｍｍ未満の切り屑）がスクリュー式コンベヤ４にて分離されて排出されるので、工作機械Ｍから排出されたすべての切り屑ｘとｙが確実に排出されることとなる。この切り屑ｘとｙは総排出口９ｚから不要物Ｌ５として一括排出される。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態のチップコンベヤ装置の内部構造を示す正面図を図４に示す。図５は、図４の側面図である。本実施形態のチップコンベヤ装置２１は、第１の実施形態のチップコンベヤ装置１と同様な装置を第２の実施形態で示すチェーンコンベヤ９の筐体上に設置した装置構成である。これら本実施形態によれば、装置の小型化に好適な配置となる。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態のチップコンベヤ装置の内部構造を側方から示す断面を図６に示す。本実施形態のチップコンベヤ装置３１は、スクレーパ式コンベヤを内蔵した角状搬送路５の下方側から床面Ｅに対して鉛直に筒型連結具３が一体形成され、筒型連結具３にサイクロン分離器２が収納される装置構成である。スクレーパ式コンベヤは、チェーンコンベヤが駆動軸８Ｍと従動軸Ｒとの間に掛け渡されて搬送路を形成し、所定間隔でチェーンコンベヤに取り付けられたスクレーパ４１が角状搬送路５の筐体の内側底部に落下した切り屑を掻き取って角筒状搬送路５の筐体の上方に掻き揚げるものである。スクレーパ４１にて掻き揚げられる過程で圧縮された切り屑は、角状搬送路５の筐体の上方の排出口５ｚから機外に落下し、廃棄箱５１に収まる。本実施形態のチップコンベヤ装置３１には、装置を移動させ易くするため複数のキャスター５２が備わる。水平な床面Ｅと角状搬送路５の筐体の傾斜面がなす傾斜角度Ｋは、約６０度に設定される。本実施形態によれば、ヘドロ状の切削屑を筐体の底部に沈殿させながらスクレーパ４１にて掻き揚げて排出口５ｚから機外に排出させることができる。

図６に示す第４の実施形態では、サイクロン分離器２の下方が下端に開口を有するストレートな管形状としているが、これを図９に示すサイクロン分離器２のストレート管の長さを短くしその下にストレート管よりも大きな管を付設した形状としてもよく、この場合は切り屑がサイクロン分離器２内で目詰まりするようなことがなく、サイクロン分離器２からのダーティ液の吐出音が小さくなる効果もある。そして、サイクロン分離器２の上部は筒型連結具３から上方に突出した配置とすることができる（図１１）。

図７は、上述した本実施形態のいずれかに係る筒型連結具を側面から示す断面図である。図７（ａ）に例示する筒型連結具３は、ストレート形状の円筒本体の側面にリリーフ回路排出口３ｂが形成され、円筒本体の下端に搬送路５に取り付けるための鍔部（フランジ）３ｊが設けられ、円筒本体の上部にサイクロン分離器２を取り付けるフランジ３ｋが設けられ、フランジ３ｋの上部にサイクロン分離器２の頭部を覆う箱形状のカバー３ｍが形成されており、上述の第１の実施形態に対応する。図７（ａ）に示す例では、円筒本体の下端の開口３ａの開口径と円筒本体の上端の開口３ａの開口径とは同じ大きさである。
図７（ｂ）に示す例では、ストレート形状の円筒本体の側面にリリーフ回路排出口としての横穴３ｂが形成され、円筒本体の上端と下端とにそれぞれフランジ３ｋ，３ｊが設けられたシンプルな構造の筒型連結具３となっている。
図７（ｃ）に示す例では、フランジ３ｊ側に向かって広いラッパ形状の円筒本体の側面にリリーフ回路排出口３ｂが形成される。図７（ｃ）に示す例では、円筒本体の下端の開口３ａの開口径が、円筒本体の上端の開口３ａの開口径よりも大きく設定される。

以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば筒型連結具３は角筒形状としてもよく、例えば搬送機構４はコイル式コンベヤとすることが可能である。また上述の第２の実施形態と第３の実施形態では、切り屑ｘとｙが総排出口９ｚから一括排出されるとしたが、切り屑ｘとｙとを別個の排出口から排出してもよい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。

１，１１，２１，３１ 本発明のチップコンベヤ装置、
２ サイクロン分離器、
２ｂ クリーン液排出口、
２ｚ 分離排出口（ダーティ液排出口）、
３ 筒型連結具、
３ｂ リリーフ回路吐出口、
４ 搬送機構（スクリュー式コンベヤ、スクレーパ式コンベヤ）、
５ 搬送路（円筒状搬送路、角筒状搬送路）、
５ｚ 切り屑排出口、
６ 駆動手段、
７ 制御回路、
ｘ，ｙ 切り屑、
Ｌ１，Ｌ２ ダーティ液、
Ｌｃ クリーン液

Claims (9)

1. 旋盤やフライス盤等の工作機械から排出された切り屑が混じったダーティ液からクリーン液を分離するサイクロン分離器と、当該サイクロン分離器の下方に形成された分離排出口から排出されたダーティ液を受けて所定形状の搬送路内を搬送し前記分離排出口よりも高い位置に配された切り屑排出口から切り屑として排出する搬送機構と、前記サイクロン分離器と前記搬送機構とを連結する中空の筒型連結具とを備え、前記ダーティ液の一部を吐出するためのリリーフ回路吐出口を前記筒型連結具の側面に形成し、前記リリーフ回路吐出口の高さを前記切り屑排出口の高さよりも低い位置に設定することを特徴とするチップコンベヤ装置。
2. 旋盤やフライス盤等の工作機械から排出された切り屑が混じったダーティ液からクリーン液を分離するサイクロン分離器と、当該サイクロン分離器の下方に形成された分離排出口から排出されたダーティ液を受けて所定形状の搬送路内を搬送し前記分離排出口よりも高い位置に配された切り屑排出口から切り屑として排出する搬送機構と、前記サイクロン分離器と前記搬送機構とを連結する中空の筒型連結具とを備え、前記ダーティ液の一部を吐出するためのリリーフ回路吐出口を前記搬送機構の筐体側面に形成し、前記リリーフ回路吐出口の高さを前記切り屑排出口の高さよりも低い位置に設定するとともに、前記サイクロン分離器の分離排出口の高さを前記リリーフ回路吐出口の高さよりも低い位置に設定することを特徴とするチップコンベヤ装置。
3. 前記サイクロン分離器の分離排出口の高さを前記リリーフ回路吐出口の高さよりも低い位置に設定することを特徴とする請求項１記載のチップコンベヤ装置。
4. 前記搬送機構がコイル式コンベヤ、スクリュー式コンベヤ、又はスクレーパ式コンベヤのいずれかであり、前記ダーティ液を受けて前記所定形状の搬送路内を搬送することで固液分離し圧縮した切り屑として排出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のチップコンベヤ装置。
5. 前記搬送機構がスクリュー式コンベヤであるとともに、前記搬送路が円筒状搬送路であり、前記ダーティ液を受けて前記円筒状搬送路に配された前記スクリュー式コンベヤが回転しながら前記切り屑を圧縮搬送することで固液分離し圧縮した切り屑として排出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のチップコンベヤ装置。
6. 前記搬送路を地面に対して３０度から８０度の傾斜角度で立ち上げて前記切り屑排出口を形成することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のチップコンベヤ装置。
7. 複数のプレート板が連続的に配され駆動軸と従動軸との間に掛け渡されて、旋盤やフライス盤等の工作機械から排出された切り屑が混じったダーティ液を前記プレート板上で搬送しながら上方の総排出口から切り屑を排出するチェーンコンベヤと、前記ダーティ液を一時的に溜めるダーティ液槽と、ダーティ液槽からダーティ液を汲み上げて前記サイクロン分離器に供給するポンプを備えることを特徴とする請求項４から６のいずれか一項記載のチップコンベヤ装置。
8. 前記搬送機構がスクリュー式コンベヤであり、このスクリュー式コンベヤが前記チェーンコンベヤの筐体上に設置されていることを特徴とする請求項７記載のチップコンベヤ装置。
9. 前記連結具は、前記リリーフ回路吐出口よりも下方位置の内部断面積Ａが前記リリーフ回路吐出口の内部断面積Ｂよりも大きいサイズに設定されており、かつ、前記サイクロン分離器が前記連結具に着脱自在に収納されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載のチップコンベヤ装置。

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