JP6375544B2 - マグネット式チップコンベア - Google Patents

Description

本発明は、工作機械より発生した切粉を回収して搬送する装置に関し、特に磁石の磁力を
利用して磁性材料の切屑を吸着しながら確実に搬送する装置に関する。

マシニング金属加工の際に生じる切粉（チップ）はクーラント液に混在した状態でクーラ
ントタンクへ排出される。クーラント液を再利用するため、液中の切粉を効率的に除去す
る技術や装置が様々に開発されてきた。主には切粉の自重を利用した沈殿処理装置や、粒
径を利用したろ過装置、あるいは磁性を持つ切粉を吸着するためにマグネットを利用した
ものなどである。

なかでも最も一般的な手段としてマグネットを具備したローラーやコンベアによって効率的に切粉を磁性で吸着して、搬送、除去するマグネットコンベアが開発され、普及している。たとえば実開昭４７−０２６０８０はマグネットを具備したコンベアであり、単純な形状であるが、現在普及している基本的な形態である、コンベアの循環駆動と、磁性切粉を吸着するマグネット、および吸着した切粉を除去する掻き落とし片などを有している。

さらに改良が施され、特開２０１１０１１３０９では、コンベアの吸着部位をできるだけ液中に鎮めるため、コンベア全体がＬ字の形状を取り、さらに吸着した切粉の脱着を非接触で行うためにマグネットとベルトを離隔する工夫を脱着位置に設けた。

また磁性切粉以外のスラッジも吸着対象にすべく、実登３１７３５３５では、コンベアに突起状の搬送用ガイドを設け、磁性切粉と共に、非磁性スラッジもすくい取る工夫を施した。

特開２０１３０３９６５５では、さらに切粉の吸着効率を上げるため、クーラントタンクと一体型とし、タンク内に仕切り板を設け、磁性切粉、スカム、さらに潤滑油が集積する流路にマグネットが通過するようにして、吸着性能を最大限発揮できるような工夫を行った。

チップコンベアとクーラントタンクを一体型の切粉搬出装置とみなした開発はさらに進み、特開２０１３０８６２５４では沈降してしまった微細な切粉をスクレーパで掻きだして浮遊させ、狭い流路に誘導させて吸着させようとしている。
特開２０１１０５６４５３、特開２０１３１２３７８２、特開２０１４０２８４０９はさらに工夫をかさね、それぞれ被処理液をマグネットローラーの表面近くに案内する液流ガイドを設置したり、ダーティー液一次貯留タンクを設けたり、かくはん装置を設けたりしている。

チップコンベアの中で登録特許となっている技術としては実登３１７３５３５に類似するマグネットローラーを利用した特許５２８３２４３号があるが、これは磁性切粉の吸着部と、掻き取られた切粉を搬送するスクリューコンベアが別々になっており、これまでの開発履歴からは逸脱する特殊な装置である。

実開昭４７−０２６０８０ 特開２０１１０１１３０９ 実登３１７３５３５ 特開２０１３０３９６５５ 特開２０１３０８６２５４ 特開２０１１０５６４５３ 特開２０１３１２３７８２ 特開２０１４０２８４０９ 特許５２８３２４３号

クーラント液中で浮遊する切屑、あるいはクーラントタンク底部で沈積している切屑を効率的に回収できる磁力を利用したチップコンベアおよびその使用方法を提供する。背景技術において述べた先行技術は、実開昭４７−０２６０８０に端を発した搬送ベルトとマグネットを利用したものであり、時代を経て磁性切粉およびスカムや潤滑油に対する吸着性能を高めようと工夫を重ねてきたものである。基本的な構造として磁性切粉を吸着するためのマグネット吸着部と、吸着した切粉を掻き取り部まで搬送する搬送部が一体化され、さらに搬送部をＬ字形状として、液中に沈む吸着部をできるため長くとる形状は公知のものである。

これに工夫を加えたものとしてタンク一体型の特開２０１３０３９６５５や特開２０１３０８６２５４があるが、いずれもタンクへの仕切り板の設置や、沈降スラッジをスクレーパで浮遊させるなど対症療法的な工夫に留まり、チップコンベア自体の基本的な構造の改良には踏み込んでいない。その結果、吸着性能の向上も限定的にならざるを得ず、大量の切粉がクーラントタンクへ流出する課題は根本的に解決されていない。

特開２０１１０５６４５３、特開２０１３１２３７８２、特開２０１４０２８４０９といったタンク一体型に工夫を加えた技術も、対症療法的である上、工夫に必要な部品類が複雑であり、装置の大型化、コスト増につながる。

実登３１７３５３５や特許５２８３２４３号のマグネットローラーを基本構造としたものも、ローラーに搬送機能を持たせようとした実登３１７３５３５の場合は、搬送される切粉と搬送面の間に摩擦が生じてしまう課題がある。一方、ローラー自体に吸着性能をもたせようとした特許５２８３２４３号の場合は、搬送部と吸着部を一体化することが不可能となった。

磁性体材料の切粉を含むクーラントから磁力を利用して、切粉を吸着、回収するマグネット式コンベアおいて、クーラントを収納可能な上方が開放された容器状のカバーと、前記カバーの相対する２つの側面に接続された板状の搬送面上部と、前記カバーの相対する２つの側面に接続され、かつ前記搬送面上部に連続して接続された曲面板状の搬送面折り返し部と、前記カバーの相対する２つの側面に接続され、かつ前記搬送面折り返し部に連続して接続され、搬送面上部より低位位置に設置された搬送面底部と前記搬送面上部と前記搬送面折り返し部と前記搬送面底部及び前記カバーの相対する２つの側面で形成される空間内にその一部を挿入したコンベアからなる回動可能な搬送面と、前記搬送面に設置されたマグネットと、前記搬送面を回動する駆動部とを有している。

請求項１記載のマグネット式チップコンベアの前記カバーにおいて、前記搬送面底部の下部に対面する位置のカバーに突起を有している。

本発明を採用することにより、より効率的にかつシステム全体の大型化を防ぎながら、クーラント液中の切粉を回収することができる。

側面図 正面図 平面図

クーラント液が投入部１２から流入し、搬送面上部３を通りながら折り返し部４を経て、深さ５０ｍｍ以下と規定された搬送面底部５を通りつつ、クーラント液中の磁性切粉はマグネット８の磁力によって搬送面１に吸着され、クーラント液は浄化される。浄化されたクーラント液がクーラント液排出部１３より排出される。

搬送面１に磁力によって吸着した切粉は、駆動部１１によってマグネット８を移動させることで搬送面上を搬送され、切粉排出口１０において排出される。粒径や浮遊位置、流速などの条件によって吸着されにくい切粉も、カバー９によって形成されたクーラント液投入部１２から排出部１３に至りその経路は搬送面上部を通りながら折り返し部４を経て、搬送面底部５を通るため従来技術の２倍の長さである流路の途中で搬送面１に近づき、搬送面底部５において吸着される。特にカバー９の底面に設置された突起７は、クーラント液の流れを撹乱することで切粉の沈殿機会を減少させると同時に、搬送面１への接近機会を増加させ、より効率的に吸着させる。

またカバー９と搬送面１によって形成される流路断面積は、徐々にクーラント液排出部１３に近づくにしたがって広がり、排出部１３において広角型に広がる流路をオーバーフローするクーラント液は流速が落ち、クーラント液中の切粉は自重によって排出部１３手前で滞留し、搬送面底部５に吸着される。

マグネット式コンベアの搬送面をカバーで覆い、クーラント液投入部から排出部までに至る流路を形成した。カバーと搬送面底部で形成された断面積は排出部手間までが約１２６ｃｍ２であり、排出部末端部までの増加率は２倍である。流路をカバーで覆わない場合のマグネット式コンベア（以下、従来型）と、流路をカバーで覆った場合のマグネット式コンベア（新型）について切粉の回収率を比較した。

運転条件は、搬送速度が２．３ｍ／秒であり、切粉をクーラント液投入部へ１００ｇを２０秒間隔で１０分間連続投入（合計３，０００ｇ）し、コンベアは１０分間運転後、２分間稼働させ切粉を排出した。

その結果、従来型は３，０００ｇの切粉のうち、２，４００ｇが回収され、６００ｇがクーラントタンク底部に堆積した。その後２０日間継続して同条件で運転したところ、最終的にクーラントタンク底部に１２，０００ｇの切粉が堆積し、クーラントタンクの液面上昇を招き、クーラント液はオーバーフローした。回収率は８０％であった。

一方新型は、３，０００ｇの切粉のうち、２，８５０ｇが回収され、１５０ｇがクーラントタンク底部に堆積した。その後２０日間継続して同条件で運転したところ、最終的にクーラントタンク底部に６００ｇの切粉が堆積し、クーラントタンクの液面上昇が抑制され、クーラント液のオーバーフローは発生しなかった。回収率は９５％であった。

日本は前述の通り、より高度な精密加工機械を重点的に開発、輸出することが技術立国として重要な方向性であるが、そうした工作機械に欠かせない廃液処理装置として合わせてＰＲしてくことで工作機械の性能も正しく発揮され、ユーザーからの高い信頼を得られる。世界から、安定的に働く精密加工機械の提供元として認知を得るためにも、本発明のマグネット式チップコンベアは波及的に大きな市場を獲得できる。

１，搬送面
２，搬送面開始部
３，搬送面上部
４，搬送面折り返し部
５，搬送面底部
６，流路上部
７，突起
８，マグネット
９，カバー
１０，切粉排出口
１１，駆動部
１２，クーラント液投入部
１３，クーラント液排出部
１４，底部流路

Claims (2)

1. 磁性体材料の切粉を含むクーラントから磁力を利用して、切粉を吸着、回収するマグネット式コンベアおいて、クーラントを収納可能な上方が開放された容器状のカバーと、前記カバーの相対する２つの側面に接続された板状の搬送面上部と、前記カバーの相対する２つの側面に接続され、かつ前記搬送面上部に連続して接続された曲面板状の搬送面折り返し部と、前記カバーの相対する２つの側面に接続され、かつ前記搬送面折り返し部に連続して接続され、搬送面上部より低位位置に設置された搬送面底部と前記搬送面上部と前記搬送面折り返し部と前記搬送面底部及び前記カバーの相対する２つの側面で形成される空間内にその一部を挿入したコンベアからなる回動可能な搬送面と、前記搬送面に設置されたマグネットと、前記搬送面を回動する駆動部とを有することを特徴とするマグネット式チップコンベア。
2. 請求項１記載のマグネット式チップコンベアの前記カバーにおいて、前記搬送面底部の下部に対面する位置のカバーに突起を有することを特徴とするマグネット式チップコンベア。

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