JP6097992B2 - アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液の製造装置及びアルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液 - Google Patents
アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液の製造装置及びアルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液 Download PDFInfo
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Description
この発明は、切削加工や研磨加工などに用いられるアルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液の製造装置に関し、特に簡素な構成による水溶性冷却液製造装置に関する。
アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液の製造装置としては、軟水器と、軟水からアルカリ電解水（特許文献１では、電解イオン水という）を作る電解イオン水生成機と、水溶性切削油剤タンク（特許文献１では、水溶性クーラント原液タンクという）と、所定の希釈倍率になるよう水溶性切削油剤を加える定量ポンプと、アルカリ電解水と水溶性切削油剤を混ぜる混合器とを有するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この水溶性冷却液製造装置では、ｐＨ値が８．０以上１３．０以下のアルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈することで、水溶性冷却液の腐敗を防止できるようになっている。
別のアルカリ電解水で希釈して得る水溶性冷却液の製造装置としては、ｐＨメーターと、水タンク（特許文献２では、希釈タンクという）と、強アルカリ電解水タンク（特許文献２では、濃縮タンクという）と、ｐＨ濃度を調整する制御装置とを備えたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この水溶性冷却液製造装置では、強アルカリ電解水と水の量を調整することで、水溶性冷却液のｐＨ濃度を適切な範囲に保てるようになっている。
しかしながら、前記特許文献１に係る水溶性冷却液製造装置では、電解イオン水生成機で作ったアルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈するようにしているために、電解イオン水生成機が不可欠である。ここで、前記特許文献１に係る電解イオン水生成機に限らず、一般にアルカリ電解水を作る機械は、水溶性冷却液製造装置を構成する機械や器具の中で、その構造が複雑で形も大きいために、水溶性冷却液製造装置が大型になってしまう。
前記特許文献２に係る水溶性冷却液製造装置は、強アルカリ電解水と水の量を調整して切削加工容器に入れるようにしている。つまり、前記特許文献２に係る水溶性冷却液製造装置は、前記特許文献１に係る電解イオン水生成機が不要であるために、水溶性冷却液製造装置を簡素な構成にできるようになっている。しかしながら、前記特許文献２に係る水溶性冷却液製造装置では、水溶性冷却液のｐＨ濃度を適切な範囲に保つために、フィードバック制御を行うようにしているために、別に制御機構が必要になってしまう。
また、前記特許文献２に係る水溶性冷却液製造装置では、フィードバック制御を行うようにしているために、ｐＨ濃度が適切な範囲を外れてからではないとｐＨ濃度を修正することができない。そのため、前記特許文献２に係る水溶性冷却液製造装置では、一時的にｐＨ濃度が適切な範囲を外れてしまう。
なお、前記特許文献２に係る水溶性冷却液製造装置では、強アルカリ電解水を水で希釈して強アルカリ電解水を製造するものであり、この強アルカリ電解水の中で切削加工を行うという技術である。すなわち、前記特許文献２に係る水溶性冷却液は、水溶性切削油剤を使わないものであることから、一般的な水溶性切削油剤をアルカリ電解水で希釈して得る水溶性冷却液とは異なる技術分野といえる。また、前記特許文献２に係る水溶性冷却液は、強アルカリ電解水の中で切削加工を行うものであることから、一般的な水溶性冷却液を掛け流しながら切削加工を行うものとは異なる技術分野といえる。
そこで、この発明では、前記した課題を解決し、簡素な構成によるアルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液の製造装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明では、アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液の製造装置を、軟水器と、強アルカリ電解水タンクと、水溶性切削油剤タンクと、希釈機構とから構成した。そして、強アルカリ電解水（ｐＨ１１以上ｐＨ１４以下をいう）を軟水で希釈して得た強アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈するようにした。
請求項２に係る発明では、アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液の製造装置を、軟水器から強アルカリ電解水タンクへの流路に浄水フィルターを取り付け、浄化した軟水、いわゆる浄水で強アルカリ電解水を希釈するようにした。
請求項３に係る発明では、アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液を、強アルカリ電解水を軟水又は浄水で希釈して得た強アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈するようにして製造した。
請求項１に係る発明によれば、アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液の製造装置を、軟水器と、強アルカリ電解水タンクと、水溶性切削油剤タンクと、希釈機構とから構成したので、水溶性冷却液製造装置からアルカリ電解水を作る機械をなくすことができる。そのために、水溶性冷却液製造装置を従来の装置よりも簡素かつ小型にすることができる。その結果として、水道水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液から、アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液に、従来の装置よりも容易に切り替えることができる。
また、請求項１に係る発明によれば、強アルカリ電解水を軟水で希釈して得た強アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈するので、アルカリ電解水用のタンクを小型化することができる。また、強アルカリ電解水の希釈倍率を変えるという簡単な操作で、水溶性冷却液のｐＨ濃度を任意に設定することもできる。そのために、アルカリ電解水で希釈して得る水溶性冷却液の製造装置を、従来の装置よりも簡素かつ小型にすることができる。
さらに、請求項１に係る発明によれば、強アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈するので、従来の装置と同様に、水溶性冷却液の腐敗を防止することができる。また、請求項１に係る発明によれば、強アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈するので、従来の装置と同様に、加工性や冷却性や防さび性に優れた水溶性冷却液を製造することもできる。
請求項２に係る発明によれば、アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液の製造装置を、軟水器から強アルカリ電解水タンクへの流路に浄水フィルターを取り付け、浄化した軟水、いわゆる浄水で強アルカリ電解水を希釈するようにしたので、腐敗の原因となる有機物やカビなどが水溶性冷却液に混入するのを防ぐことができる。その結果として、水溶性冷却液の腐敗をより確実に防止することができる。
請求項３に係る発明によれば、アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液を、強アルカリ電解水を軟水又は浄水で希釈して得た強アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈するようにして製造したので、従来のアルカリ電解水で希釈して得る水溶性冷却液と同様に、防腐性に優れた水溶性冷却液を製造することができるとともに、加工性や冷却性や防さび性に優れた水溶性冷却液を製造することもできる。
まず、この発明の創作の基礎となる事項について簡単に説明する。発明者は、アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液の製造装置（アクアナックス環境加工水生成装置、以下ｎａｘ２０１という。アクアナックスは出願人の登録商標（登録第５２８６３０８号））の製造、販売を行っている。ここで、ｎａｘ２０１は、ｐＨ１２．５という、いわゆる強アルカリ電解水を生成することができる電解イオン水生成機を備えていることを特徴としている。そして、ｎａｘ２０１は、強アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈することで、水溶性冷却液の腐敗を防止することができるものである。
発明者は、ｎａｘ２０１の販売を通じて、多くの切削加工や研磨加工の現場では、水溶性冷却液が腐敗することを防ぐために、現行の水道水で水溶性切削油剤を希釈する方法から、アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈する方法に切り替えたいと望んでいるものの、ｎａｘ２０１を設置するにはスペースが足らないことなどから、アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈する方法への切り替えが円滑に進まないことを気に掛けていた。
そうしたところ、発明者は、強アルカリ電解水を軟水や浄水で希釈しても、アルカリ電解水の性質、例えば防腐性や加工性などが維持されることと、例えばｐＨ１２．５という強アルカリ電解水であれば軟水や浄水で２０倍から３０倍に希釈してから水溶性切削油剤を希釈するようにしても、従来のアルカリ電解水で希釈して得る水溶性冷却液と同等の効果が得られることを見いだし、この発明を創作するに至ったものである。
次に、この発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、実施形態に係るアルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液の製造装置の模式図である。図１に示すように、水溶性冷却液製造装置１は、軟水器２と、浄水フィルター３と、強アルカリ電解水タンク４と、水溶性切削油剤タンク５と、希釈機構６とから構成されている。
軟水器２は、カルシウムやマグネシウムなどの塩類をほとんど含まない軟水を作る器具である。ここでは、軟水器２は水道Ｗに取り付けられ、軟水器２によって水道水に含まれるカルシウムやマグネシウムなどの塩類を取り除いている。
浄水フィルター３は、水をろ過して有害物質を除去する器具である。ここでは、浄水フィルター３は軟水器２に取り付けられ、浄水フィルター３によって軟水に含まれる腐敗の原因となる有機物やカビなどを取り除いている。
強アルカリ電解水タンク４は、強アルカリ電解水を収容する容器である。強アルカリ電解水とは、電気分解によって得られたアルカリ水であり、ｐＨ１１以上ｐＨ１４以下のものをいう。
水溶性切削油剤タンク５は、水溶性切削油剤を収容する容器である。水溶性切削油剤とは、金属などの切削加工を行う際に、摩擦抑制と冷却のために使用する油のうち、油を溶剤によって水に溶かして使用するものをいう。
希釈機構６は、溶液にさらに溶媒を加えて薄めるように機械的に構成されている仕組みであって、ここでは希釈混合弁を含んでなる。そして、第１の希釈機構６ａが、浄水フィルター３から強アルカリ電解水タンク４への流路、ここでは希釈混合弁が強アルカリ電解水タンク４のふたに取り付けられている。また、第２の希釈機構６ｂが、アルカリ電解水タンク４から水溶性切削油剤タンク５への流路、ここでは希釈混合弁が水溶性切削油剤タンク５のふたに取り付けられている。
次に、以上のように構成された水溶性冷却液製造装置１について、アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る水溶性冷却液を製造する仕組みについて説明する。水溶性冷却液製造装置１では、水道Ｗに取り付けられた軟水器２と浄水フィルター３によって、水道水に含まれるカルシウムやマグネシウムなどの塩類と腐敗の原因となる有機物やカビなどが取り除かれ、水道水から浄水が得られる。
そして、水溶性冷却液製造装置１では、浄水フィルター３から強アルカリ電解水タンク４への流路に設けられた第１の希釈機構６ａによって、強アルカリ電解水タンク４に収容された強アルカリ電解水に浄水を加えて強アルカリ電解水が希釈される。例えば、強アルカリ電解水タンク４にｐＨ１２．５という強アルカリ電解水を収容している場合には、強アルカリ電解水に浄水を加えて２０倍から３０倍に希釈すると、水溶性切削油剤を希釈するのに好適な強アルカリ電解水が得られる。
さらに、水溶性冷却液製造装置１では、アルカリ電解水タンク４から水溶性切削油剤タンク５への流路に設けられた第２の希釈機構６ｂによって、水溶性切削油剤タンク５に収容された水溶性切削油剤に希釈した強アルカリ電解水を加えて水溶性切削油剤が希釈される。例えば、水溶性切削油剤に希釈した強アルカリ電解水を加えて２０倍に希釈すると、従来のアルカリ電解水で希釈して得る水溶性冷却液と同様に、防腐性に優れた水溶性冷却液が得られる。このように得られた水溶性冷却液は、ここでは水溶性冷却液タンクＣに一時的に収容されるように構成されている。
以上のように構成された水溶性冷却液製造装置１では、強アルカリ電解水タンク４を設けるとともに、浄水フィルター３から強アルカリ電解水タンク４への流路に第１の希釈機構６ａを設けているために、水溶性切削油剤を希釈するためのアルカリ電解水を、強アルカリ電解水に浄水を加えて希釈することによって得られる。
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は前記実施形態には限定されない。例えば、実施形態に係る希釈機構６ａ，６ｂでは、希釈混合弁を含んでなると説明したが、溶液にさらに溶媒を加えて薄めるように機械的に構成されている仕組みであればどのようなものでも構わない。
また、実施形態に係る浄水フィルター３では、軟水器２とは別の器具のように説明したが、軟水機能と浄水機能を兼ね備えた一つの器具でも構わない。
さらに、この発明の実施形態について水溶性冷却液製造装置１を使って水溶性冷却液を製造する場合を説明したが、強アルカリ電解水を軟水や浄水で希釈する工程や、強アルカリ電解水を軟水又は浄水で希釈して得た強アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈する工程を、希釈機構６ａ，６ｂを用いることなく人の力で、例えば軟水や浄水をバケツで計りながら強アルカリ電解水タンク４に加えて、強アルカリ電解水を軟水や浄水で希釈するようにしても構わない。
この発明において水溶性切削油剤とは、エマルション、ソリュブル、ソリューションのほかに、シンセティックタイプといわれる天然成分（主に鉱油）を含まず、化学合成された潤滑成分（合成潤滑剤）を適用した油剤を含むものである。
また、この発明において第１の希釈機構６ａが軟水器２から強アルカリ電解水タンク４への流路に設けられているとは、強アルカリ電解水タンク４に収容された強アルカリ電解水に、軟水器２から得られる軟水を加えられるよう、軟水器２から出る流路と強アルカリ電解水タンク４から出る流路が合流する部分に第１の希釈機構６ａを設けることをいう。
同様に、この発明において第２の希釈機構６ｂが強アルカリ電解水タンク４から水溶性切削油剤タンク５への流路に設けられているとは、水溶性切削油剤タンク５に収容された水溶性切削油剤に希釈した強アルカリ電解水を加えられるよう、強アルカリ電解水タンク４から出る流路と水溶性切削油剤タンク５から出る流路が合流する部分に第２の希釈機構６ｂを設けることをいう。
１ 水溶性冷却液製造装置
２ 軟水器
３ 浄水フィルター
４ 強アルカリ電解水タンク
５ 水溶性切削油剤タンク
６ａ 第１の希釈機構
６ｂ 第２の希釈機構
２ 軟水器
３ 浄水フィルター
４ 強アルカリ電解水タンク
５ 水溶性切削油剤タンク
６ａ 第１の希釈機構
６ｂ 第２の希釈機構
Claims (3)
- アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る切削加工用又は研磨加工用の水溶性冷却液の製造装置であって、
前記製造装置が、軟水器と、強アルカリ電解水タンクと、水溶性切削油剤タンクと、希釈機構とからなり、
前記希釈機構が、前記軟水器から前記強アルカリ電解水タンクへの流路と、前記強アルカリ電解水タンクから前記水溶性切削油剤タンクへの流路に設けられていることを特徴とするアルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る切削加工用又は研磨加工用の水溶性冷却液の製造装置。 - 浄水フィルターが、前記軟水器から前記強アルカリ電解水タンクへの流路に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る切削加工用又は研磨加工用の水溶性冷却液の製造装置。
- アルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る切削加工用又は研磨加工用の水溶性冷却液の製造方法であって、
前記水溶性切削油剤が、強アルカリ電解水を軟水又は浄水で希釈して得た希釈強アルカリ電解水によって希釈されることを特徴とするアルカリ電解水で水溶性切削油剤を希釈して得る切削加工用又は研磨加工用の水溶性冷却液の製造方法。
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