WO2016031400A1 - ワーク分離装置 - Google Patents

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outlet
separation
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章全 柳川
浩史 粕谷
恭太 小竹
秋元 暁
貴裕 茂木
庸二 竹内
露崎 梅夫
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シチズンホールディングス株式会社
シチズンマシナリー株式会社
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    • B23Q11/1069Filtration systems specially adapted for cutting liquids
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    • B23Q7/00Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/12Sorting arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a workpiece separating apparatus for separating a workpiece machined by various machine tools and machining waste generated during the machining.
  • a workpiece separation device including a separation container in which a liquid is stored, an input cylinder into which a mixture of the workpiece and processing waste is charged from above, and a liquid supply unit that supplies the liquid to the separation container.
  • a separation container in which a liquid is stored
  • an input cylinder into which a mixture of the workpiece and processing waste is charged from above
  • a liquid supply unit that supplies the liquid to the separation container.
  • the input cylinder is inserted and arranged in the separation container, and the liquid overflows and flows out from the upper end of the separation container due to the liquid flow generated in the separation container, so that the workpiece and the processing waste are separated in the separation container.
  • the processing waste is discharged from the upper end of the separation container together with the liquid.
  • the above-described conventional workpiece separation apparatus has a problem that the processing waste may stay on the liquid surface at the upper end of the separation container.
  • the present invention solves the problems of the prior art as described above, that is, the object of the present invention is to smoothly discharge the processing waste or workpiece without staying on the liquid level at the upper end of the separation container. It is to provide a workpiece separating device.
  • the invention according to claim 1 includes a separation container in which a liquid is stored, an input cylinder into which a mixture of a workpiece and processing waste is charged from above, and a liquid supply unit that supplies the liquid to the separation container,
  • the charging cylinder is inserted and disposed in the separation container so that a delivery port provided below the charging cylinder is located in the separation container, and the liquid supply means is disposed from below the delivery port.
  • the separation in the section from the delivery port to the outflow port in the separation container is formed so as to be smaller at the position of the outflow port than at the position of the delivery port.
  • a receiving opening for receiving the mixture is provided above the charging cylinder, and the receiving opening is located above the outlet.
  • the separation container and the input cylinder are arranged so that the liquid flows from the outlet through the liquid flow from the lower side to the upper side in the separation container and the liquid in the input cylinder does not flow out from the receiving opening.
  • the charging cylinder in addition to the configuration of the workpiece separating apparatus according to claim 3, has a funnel-shaped portion that expands upward, and a lower side of the funnel-shaped portion is The problem described above is further solved by entering the separation container.
  • the center line of the input cylinder coincides with the center line of the separation container.
  • an upper receiving portion that receives the liquid flowing out from the outflow port includes the separation unit. Since the liquid guide part having an inclined surface that is arranged around the upper part of the container and guides the liquid overflowing from the outlet to the upper receiving part is formed in the upper part of the separation container, the above-described problem is further increased. It is a solution.
  • the flow velocity of the liquid flow from the bottom to the top is inversely proportional to the cross-sectional area of the liquid flow path in plan view from the position of the outlet. Since it becomes faster at the position of the outlet and the liquid flow acts to push out the processing waste or workpiece from the upper end of the separation container, the processing waste or workpiece can be smoothly discharged without staying on the liquid level at the upper end of the separation container. .
  • the flow velocity of the liquid flow toward the outlet located above the separation container is gradually increased.
  • the acting force of the liquid flow for pushing up the machining waste or workpiece toward the outlet gradually increases, the machining waste or workpiece can be discharged more smoothly and reliably.
  • the cross-sectional area of the liquid channel in plan view is reduced by the funnel-shaped portion of the charging cylinder.
  • the flow rate of the liquid flow can be easily changed by narrowing gradually toward the outflow port on the outflow port side, and easily changing the cross-sectional area of the liquid channel in plan view.
  • the machining waste or the workpiece can be discharged more smoothly and reliably.
  • the shape of the liquid flow passage in the separation container is relative to the center line. It has a rotationally symmetric shape, and when the liquid flow from below to above flows into the periphery of the charging cylinder in the separation container, the liquid flow is evenly distributed. Can be separated efficiently.
  • the liquid smoothly flows from the outlet of the separation container to the upper receiving portion. Therefore, it is possible to smoothly guide the processing waste or workpiece together with the liquid to the upper receiving portion.
  • FIG. 1 is a side sectional view of a workpiece separating apparatus according to an embodiment of the present invention. Explanatory drawing of the liquid flow of the workpiece
  • the present invention includes a separation container for storing a liquid, an input cylinder into which a mixture of workpiece and processing waste is input from above, and a liquid supply means for supplying liquid to the separation container, and is provided below the input cylinder.
  • the feeding cylinder is inserted and arranged in the separation container so that the delivered delivery port is located in the separation container, and the liquid supply means supplies the liquid from below to the delivery container, and supplies the liquid into the separation container from below to above.
  • a liquid flow is generated, and by this liquid flow, the liquid overflows and flows out from the outlet located above the separation container.
  • the cross-sectional area in a plan view of the liquid flow path between the inner side of the separation container and the outer side of the input cylinder in the section from the outlet to the outlet in the separation container is larger than the position of the outlet. Small in position As long as the waste is smoothly discharged without staying on the liquid level at the upper end of the separation container, the specific embodiment is not limited. I do not care.
  • the charging cylinder has a funnel-shaped part that expands upward, and the lower side of the funnel-shaped part enters the separation container, so that the cross-sectional area of the liquid channel in plan view is the position of the delivery port.
  • it may be configured to be smaller at the position of the outlet, or by reducing the diameter of the outlet of the separation container, the cross-sectional area of the liquid channel in plan view is smaller than that of the outlet from the position of the outlet. You may comprise so that it may become small in a position.
  • a workpiece separation apparatus 100 includes a separation container 110, a cylindrical portion 121 having a smaller diameter than the inner periphery of the separation container 110, and a funnel-shaped portion 122 that expands upward. It has an input cylinder 120, a liquid supply means 130 for supplying liquid from the lower side of the separation container 110, and an upper receiving part 140 for receiving the liquid flowing out from the upper side of the separation container 110.
  • the opening at the upper end of the funnel-shaped portion 122 is configured as a receiving opening 122a, and accepts the charging of the mixture of the workpiece and the processing waste.
  • the mixture charged from the receiving opening 122 a is sent out of the charging cylinder 120 through a delivery port 121 a configured by an opening at the lower end of the cylindrical portion 121.
  • the separation container 110 is fitted into the cylindrical portion 111, the bottom portion 112 that forms a liquid reservoir 114 below the cylindrical portion 111, and the upper portion of the cylindrical portion 111 to form a liquid outlet 115 a. And an annular upper fitting portion 115.
  • the inner peripheral surface of the upper fitting portion 115 is continuous with the inner peripheral surface of the cylindrical portion 111 and forms the inner peripheral surface of the separation container 110.
  • a liquid inflow port 113 is provided below the cylindrical portion 111. In the present embodiment, the liquid inlet 113 is configured by an opening at the lower end of the cylindrical portion 111.
  • a charging cylinder 120 is disposed above the separation container 110.
  • the lower side of the funnel-shaped part 122 and the cylindrical part 121 are inserted into the separation container 110 so that the center lines of the cylindrical part 121 and the separation container 110 coincide.
  • throwing-in cylinder 120, and the internal peripheral surface of the separation container 110 becomes substantially uniform.
  • the cross-sectional shape of the cylindrical part 111 of the separation container 110 and the cylindrical part 121 of the charging cylinder 120 may be any shape such as a polygon or an ellipse.
  • the upper receiving portion 140 is fixed to a flange-like container mounting member 143 that protrudes to the outer peripheral side of the upper fitting portion 115, and is disposed on the outer peripheral side above the tubular portion 111.
  • the upper receiving portion 140 is provided with a liquid discharge port 142.
  • the charging cylinder 120 is supported and provided by a fixing member 141 fixed to the container mounting member 143.
  • the container attachment member 143 is fixed to the lower support member 144, and the support member 144 is fitted to the tubular portion 111 and supports the tubular portion 111.
  • the structure for fixing the upper receiving part 140 to the cylindrical part 111 and fixing the charging cylinder 120 to the upper receiving part 140 is not limited to the above-described embodiment, and any structure is possible. May be.
  • the liquid supply means 130 is configured to supply liquid to the liquid reservoir 114 below the cylindrical portion 111 by a liquid feed pump (not shown).
  • the liquid supplied to the liquid reservoir 114 flows into the cylindrical portion 111 from the liquid inlet 113.
  • the bottom 112 forming the liquid reservoir 114 has an inverted conical inclined surface 112a and an opening 112b disposed on the valley bottom of the inclined surface 112a.
  • the opening 112b is configured to discharge liquid from the liquid reservoir 114, as will be described in detail later.
  • the structure of the liquid supply means 130 is not limited to the above-described embodiment.
  • the liquid supply means 130 is configured not to provide the liquid reservoir 114 and supply the liquid from the liquid inlet 113 into the cylindrical portion. Also good.
  • the liquid to be supplied may be any one such as water, oil, aqueous solution or fats and oils in which other components are dissolved or mixed, depending on the object to be separated and the environment in which the liquid is to be installed.
  • the specific gravity, chemical / electrical properties, etc. may be any and can be selected as appropriate.
  • the separation container 110 is provided so that the liquid flowing into the cylindrical portion 111 from the liquid inflow port 113 overflows and flows out from the outflow port 115 a configured by the upper end opening portion of the upper fitting portion 115.
  • the input cylinder 120 is supported such that the delivery port 121a is located above the liquid inlet 113 and the receiving opening 122a is located above the outlet 115a.
  • the liquid flow of the workpiece separating apparatus 100 according to an embodiment of the present invention and the separation operation of the workpiece W and the processing waste K will be described.
  • the liquid supplied from the liquid supply means 130 into the separation container 110 through the liquid inlet 113 forms a liquid flow substantially uniformly from the bottom to the top,
  • the liquid flows out from the outlet 115a and is discharged from the outlet 142 of the upper receiving portion 140.
  • the liquid A in the section LA from the upper side of the liquid inlet 113 of the cylindrical part 111 to the outlet 121a of the cylindrical part 121 of the input cylinder 120 becomes a uniform liquid flow from the lower side to the upper side in the cylindrical part 111.
  • the liquid B1 in the section LB1 from the lower end to the upper end of the cylindrical portion 121 extending from the cylindrical portion 111 to the upper fitting portion 115 is also uniformly distributed from below to above in the cylindrical portion 111 and the upper fitting portion 115. It becomes.
  • the flow rate of the liquid B1 in the section LB1 is faster than the section LA because the flow path cross-sectional area is smaller than the section LA, but only the work W is used for both the flow rate of the liquid A in the section LA and the flow speed of the liquid B1 in the section LB1.
  • the inner diameter of the section LA portion of the cylindrical portion 111 of the separation container 110 is reduced, the inner diameter of the section LB1 portion is increased, and the flow cross-sectional areas of the liquid A in the section LA and the liquid B1 in the section LB1 are made equal. May be equal.
  • the flow rate of the liquid B2 in the section LB2 from the lower end position of the funnel-shaped part 122 to the upper end position of the upper fitting part 115 of the upper fitting part 115 is the liquid between the inner side of the separation container 110 and the outer side of the input cylinder 120.
  • the cross-sectional area S in plan view of the channel gradually decreases toward the outflow port 115a and becomes smaller at the position of the outflow port 115a than the position of the delivery port 121a. Gradually increases in inverse proportion to the cross-sectional area S.
  • the liquid C in the charging cylinder 120 flows by a height h corresponding to the dynamic pressure in a state where the mixture of the workpiece W and the processing waste K is not charged due to the dynamic pressure due to the liquid flow of the liquid A in the section LA.
  • the liquid level is maintained at a higher level than the outlet 115a, and there is no flow that overflows and flows out from the receiving opening 122a.
  • the liquid level of the liquid C is caused by the cutting fluid at the time of charging.
  • the flow rate of the liquid B1 in the section LB1 increases as the liquid C in the charging cylinder 120 flows from the top to the bottom for a predetermined time after the charging according to the amount of the cutting fluid. Thereafter, the liquid C in the charging cylinder 120 is stabilized in a stationary state.
  • the liquid level of the liquid C always rises above the static liquid level according to the amount of cutting fluid input, and a flow from the upper side to the lower side occurs, and the liquid in the section LB1 The flow rate of B1 increases.
  • the posture of the work W in the mixture is changed in the liquid C in the section LC so that the work W and the processing waste K settle while being dispersed.
  • the length of the cylindrical portion 121 is set.
  • the upper end position of the charging cylinder 120 is set so that the liquid does not overflow and flow out from above the charging cylinder 120 in any of the above-described mixture charging states.
  • the liquid C in the charging cylinder 120 is first placed in the charging cylinder 120 as shown in FIG. While the posture is slowly changed, the workpiece W and the processing waste K settle together while being dispersed, and reach the liquid A in the section LA from the delivery port 121a of the charging cylinder 120.
  • the workpiece W Since the flow velocity of the liquid A in the section LA is set so that only the workpiece W sinks and only the machining waste K flows upward, the workpiece W remains in the liquid A in the section LA of the cylindrical portion 111 as it is. It settles against the liquid flow and reaches the bottom 112.
  • an inclined surface 112a and an opening 112b are formed in the bottom portion 112, and the inclined surface 112a is provided so as to guide the workpiece W settling in the separation container 110 toward the opening 112b.
  • the liquid E is set to be discharged at a flow rate lower than the flow rate for forming the liquid flow in the shape portion 111. Therefore, the workpiece W separated from the processing waste K is discharged from the opening 112b together with the liquid E, and the stay of the workpiece W on the bottom 112 side of the separation container 110 can be avoided by the inclined surface 112a and the opening 112b.
  • the processing waste K is caused to flow upward by the liquid flow of the liquid A in the section LA and the liquid B1 in the section LB1 extending from the cylindrical portion 111 to the upper fitting portion 115.
  • the liquid flow of the liquid B2 gradually increases as it approaches the outflow port 115a and acts to push out the processing waste K from the outflow port 115a.
  • the upward flow of the liquid B2 is guided by the outer peripheral surface of the funnel-shaped portion 122 so as to also go to the outer peripheral direction. Therefore, the processing waste K smoothly flows from the outlet 115a together with the liquid F and flows out to the outlet 142 without staying on the liquid level of the outlet 115a.
  • emitted from the opening 112b can isolate
  • the processing waste K overflowing from the outlet 115a is recovered by an appropriate method such as installing a mesh of finer mesh than the processing waste K in the upper receiving portion 140, the discharge port 142, or an appropriate position downstream of the discharge port 142. can do.
  • the upper fitting portion 115 which is also a liquid guide portion has an inclined surface 115b disposed around the outflow port 115a, and the inclined surface 115b receives the liquid F overflowing from the outflow port 115a as an upper receiving portion.
  • 140 is configured to guide.
  • the liquid A in the section LA near the lower end of the charging cylinder 120 generates some turbulent flow, and the workpiece W may be flowed in the direction of the section LB1, or the processing waste K may be flowed below the section LA. is there. Further, there is a case where the workpiece W and the machining waste K are both flushed or settled together for a while in the liquid flow. Furthermore, when a downward flow is generated in the liquid C as described above, the mixture may be put into the section LA along a relatively fast downward liquid flow.
  • the length of the section LA is set to a length sufficient for separating the workpiece W and the work waste K while the mixture is settled in the section LA.
  • the workpiece separating apparatus 100 obtained in this manner is provided between the inside of the separation container and the outside of the input cylinder in the sections LB1 and LB2 from the delivery port 121a to the outflow port 115a in the separation container 110.
  • the sectional area S in plan view of the liquid flow path is formed so as to be smaller at the position of the outlet 115a than at the position of the outlet 121a. The liquid can be smoothly discharged without being retained on the liquid surface 115a.
  • the cross-sectional area S in plan view of the liquid channel is formed so as to gradually become narrower toward the outflow port 115a, the processing waste K or the workpiece W can be discharged more smoothly and reliably. it can.
  • the charging cylinder 120 has a funnel-shaped portion 122 that expands upward to form a receiving opening 122a, and the lower side of the funnel-shaped portion 122 enters the separation container 110.

Abstract

 加工屑またはワークを分離容器上端の液面上に滞留させることなく円滑に排出するワーク分離装置を提供すること。 液体供給手段(130)が、送出口(121a)よりも下方から液体を供給して分離容器(110)内に下方から上方への液流を発生させ、この液流によって分離容器(110)における上方に位置する流出口(115a)から液体を溢れて流出させ、投入筒(120)に投入されて送出口(121a)から分離容器(110)内に送り出される混合物からワーク(W)と加工屑(K)とを分離するワーク分離装置(100)において、分離容器(110)中の送出口(121a)から流出口(115a)までの区間(LB1、LB2)における分離容器内側と投入筒外側との間の液体流路の平面視の断面積(S)が、送出口(121a)の位置より、流出口(115a)の位置で小さくなるように形成されているワーク分離装置(100)。

Description

ワーク分離装置
 本発明は、各種工作機械で加工されたワークとその加工時に発生する加工屑とを分離するためのワーク分離装置に関するものである。
 微細加工用の旋盤やフライス盤などの各種工作機械で加工されるワーク、例えば、時計部品等の微細なワークは、ミクロン単位の大きさであるため、加工後のワークを切削切粉等の加工屑と分離して工作機械から取り出すことは困難であり、ワークと加工屑の混合物として工作機械から取り出されることが多い。
 そこで、従来、ワーク分離装置として、液体が収容される分離容器と、ワークと加工屑の混合物を上方から投入する投入筒と、分離容器に液体を供給する液体供給手段とを備えたワーク分離装置が知られている(例えば、特許文献1)。
 この公知のワーク分離装置は、投入筒が分離容器内に挿入配置されて分離容器内に発生する液流によって分離容器上端から液体が溢れて流出し、分離容器内でワークと加工屑とを分離した一方の例えば加工屑を液体とともに分離容器上端から排出しようとする構成である。
国際公開WO2012/081565号公報(特に図1、図3、図4)
 しかしながら、上述した従来のワーク分離装置は、加工屑が分離容器上端の液面上に滞留する場合があるという問題があった。
 そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、加工屑またはワークを分離容器上端の液面上に滞留させることなく円滑に排出するワーク分離装置を提供することである。
 本請求項1に係る発明は、液体が収容される分離容器と、ワークと加工屑との混合物が上方から投入される投入筒と、前記分離容器に液体を供給する液体供給手段とを備え、前記投入筒における下方に設けられた送出口が、前記分離容器内に位置するように、前記投入筒が前記分離容器に挿入配置され、前記液体供給手段が、前記送出口よりも下方から前記液体を供給して前記分離容器内に下方から上方への液流を発生させ、該液流によって前記分離容器における上方に位置する流出口から液体を溢れて流出させ、前記投入筒に投入されて前記送出口から前記分離容器内に送り出される前記混合物から前記ワークと前記加工屑とを分離するワーク分離装置において、前記分離容器中の前記送出口から前記流出口までの区間における前記分離容器内側と前記投入筒外側との間の液体流路の平面視の断面積が、前記送出口の位置より、前記流出口の位置で小さくなるように形成されていることにより、前述した課題を解決するものである。
 本請求項2に係る発明は、請求項1に記載されたワーク分離装置の構成に加えて、前記投入筒における上方に前記混合物を受け入れる受入開口を設け、前記受入開口が、前記流出口より上方に位置し、前記分離容器内の下方から上方への液流によって前記流出口から液体が溢れて流出し、前記投入筒内の液体が前記受入開口から流出しないよう、前記分離容器と前記投入筒とが配置されたことにより、前述した課題をさらに解決するものである。
 本請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載されたワーク分離装置の構成に加えて、前記液体流路の平面視の断面積が、前記流出口に向かって漸次狭くなるように形成されていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
 本請求項4に係る発明は、請求項3に記載されたワーク分離装置の構成に加えて、前記投入筒が、上方に向かって拡大するロート状部を有し、該ロート状部の下側が、前記分離容器内に入り込んでいることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
 本請求項5に係る発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載されたワーク分離装置の構成に加えて、前記投入筒の中心線が、前記分離容器の中心線と一致するように配置されていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
 本請求項6に係る発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載されたワーク分離装置の構成に加えて、前記流出口から流出した液体を受ける上部受け部が、前記分離容器の上部の周囲に配置され、前記流出口から溢れる液体を上部受け部に案内する傾斜面を有する液体案内部が、前記分離容器の上方部分に形成されていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
 本請求項1及び請求項2に係る発明のワーク分離装置によれば、下方から上方へ向かう液流の流速が液体流路の平面視の断面積に反比例的に前記送出口の位置より前記流出口の位置において速くなり、液流が加工屑またはワークを分離容器上端から押し出すように作用するため、加工屑またはワークを分離容器上端の液面上に滞留させることなく円滑に排出することができる。
 本請求項3に係る発明のワーク分離装置によれば、請求項1又は請求項2に係る発明が奏する効果に加えて、分離容器の上方である流出口へ向かう液流の流速が徐々に速くなり、加工屑またはワークを流出口へ向かって押し上げようとする液流の作用力が徐々に大きくなるため、加工屑またはワークをより円滑、かつ、確実に排出することができる。
 本請求項4に係る発明のワーク分離装置によれば、請求項3に係る発明が奏する効果に加えて、投入筒のロート状部によって、液体流路の平面視の断面積を、分離容器の流出口側において流出口に向かって漸次狭くし、容易に液体流路の平面視の断面積を変化させて液流の流速を変化させることができる。
 さらに、流出口へ向かう液流がロート状部の外周面によって外周方向へも向かうように案内されるため、加工屑またはワークをより一層円滑、かつ、確実に排出することができる。
 本請求項5に係る発明のワーク分離装置によれば、請求項1乃至請求項4のいずれか1つに係る発明が奏する効果に加えて、分離容器内の液流の通路形状が中心線に対する回転対称形状となり、下方から上方に向かう液流が分離容器内の投入筒の周囲に流入する際にその液流が均等に分散されるため、流量や流速の乱れが少なくワークを正確に、かつ、効率よく分離することができる。
 本請求項6に係る発明のワーク分離装置によれば、請求項1乃至請求項5のいずれか1つに係る発明が奏する効果に加えて、液体が分離容器の流出口から上部受け部に円滑に流れるため、液体とともに加工屑またはワークを上部受け部に円滑に案内することができる。
本発明の一実施例であるワーク分離装置の側断面図。 本発明のワーク分離装置の液流の説明図。 本発明のワーク分離装置のワークと加工屑との分離動作の説明図。 図1に示す符号4の箇所の要部拡大図。
 本発明は、液体が収容される分離容器と、ワークと加工屑との混合物が上方から投入される投入筒と、分離容器に液体を供給する液体供給手段とを備え、投入筒における下方に設けられた送出口が、分離容器内に位置するように、投入筒が分離容器に挿入配置され、液体供給手段が、送出口よりも下方から液体を供給して分離容器内に下方から上方への液流を発生させ、この液流によって分離容器における上方に位置する流出口から液体を溢れて流出させ、投入筒に投入されて送出口から分離容器内に送り出される混合物からワークと加工屑とを分離するワーク分離装置において、分離容器中の送出口から流出口までの区間における分離容器内側と投入筒外側との間の液体流路の平面視の断面積が、送出口の位置より、流出口の位置で小さくなるように形成されていることにより、加工屑またはワークを分離容器上端の液面上に滞留させることなく円滑に排出するものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても構わない。
 例えば、投入筒が、上方に向かって拡大するロート状部を有し、このロート状部の下側が、分離容器内に入り込むことにより、液体流路の平面視の断面積が、送出口の位置より、流出口の位置で小さくなるように構成してもよいし、分離容器の流出口の径を狭めることにより、液体流路の平面視の断面積が、送出口の位置より、流出口の位置で小さくなるように構成してもよい。
 本発明の一実施例であるワーク分離装置100は、図1に示すように、分離容器110と、分離容器110の内周より小径の円筒部121とその上方に拡大するロート状部122とを有する投入筒120と、分離容器110の下方から液体を供給する液体供給手段130と、分離容器110の上方から流出した液体を受ける上部受け部140とを有している。
 投入筒120は、ロート状部122の上端の開口部分が、受入開口122aとして構成され、ワークと加工屑との混合物の投入を受け入れる。
 受入開口122aから投入される前記混合物は、円筒部121の下端の開口部分から構成される送出口121aを介して投入筒120の外に送り出される。
 分離容器110は、円筒状の筒状部111と、筒状部111の下方に液体溜まり114を形成する底部112と、筒状部111の上部に嵌合されて液体の流出口115aを構成する環状の上部嵌合部115とを有している。
 上部嵌合部115の内周面は、筒状部111の内周面と連続して、分離容器110の内周面を形成している。
 筒状部111の下方には、液体流入口113が設けられている。
 なお、本実施形態において液体流入口113は、筒状部111の下端の開口から構成されている。
 分離容器110の上方に投入筒120が配置されている。
 投入筒120は、円筒部121と分離容器110との中心線が一致するように、ロート状部122の下側と円筒部121とが分離容器110内に挿入されている。
 これにより、投入筒120の円筒部121およびロート状部122の外周面と、分離容器110の内周面との間の隙間が略均一となる。
 なお、分離容器110の筒状部111および投入筒120の円筒部121の断面形状は、多角形や楕円形等いかなる形状であってもよい。
 上部受け部140は、上部嵌合部115の外周側に突出したフランジ状の容器取付部材143に固定され、筒状部111の上方の外周側に配置されている。上部受け部140には、液体の排出口142が設けられている。
 投入筒120は、容器取付部材143に固定された固定部材141に支持されて設けられている。
 容器取付部材143は、下方の支持部材144に固定され、支持部材144は、筒状部111に嵌合し、筒状部111を支持している。
 なお、上部受け部140の筒状部111への固定、および、投入筒120の上部受け部140への固定のための構造は、上記の実施例に限定されるものではなく、いかなる構造であってもよい。
 液体供給手段130は、図示しない液体送りポンプによって筒状部111の下方の液体溜まり114に液体を供給するように構成されている。
 液体溜まり114に供給された液体は、液体流入口113から筒状部111内部に流入する。
 本実施例では、液体溜まり114を形成する底部112は、逆円錐状の傾斜面112aと、傾斜面112aの谷底に配設された開口112bとを有している。
 開口112bは、詳しくは後述するように、液体溜まり114から液体を排出するように構成されている。
 なお、液体供給手段130の構造は、上記の実施例に限定されるものではなく、例えば、液体溜まり114を設けず、液体流入口113から筒状部内部に液体を供給するように構成してもよい。
 さらに、供給される液体は、分離される対象や設置される環境等に応じて、水、油、他の成分を溶解あるいは混合した水溶液や油脂類等、いかなるものであってもよく、その粘度、比重、化学的・電気的特性等もいかなるものであってもよく、適宜選択可能である。
 分離容器110は、液体流入口113から筒状部111内部に流入する前記液体が上部嵌合部115の上端の開口部分から構成される流出口115aから溢れて流出するように設けられている。
 投入筒120は、送出口121aが液体流入口113よりも上方に位置するとともに、受入開口122aが流出口115aより上方に位置するように支持されている。
 次に、本発明の一実施例であるワーク分離装置100の液体の流れ、および、ワークWと加工屑Kとの分離動作について説明する。
 図2に矢印で示すように、液体供給手段130から液体流入口113を介して分離容器110内に供給された液体は、筒状部111を下方から上方に略均等に液流を形成し、流出口115aから溢れて流出し、上部受け部140の排出口142から排出される。
 筒状部111の、液体流入口113の上方から投入筒120の円筒部121の送出口121aまでの区間LAの液体Aは、筒状部111内を下方から上方への均一な液流となる。
 筒状部111から上部嵌合部115に亘る、円筒部121の下端から上端までの区間LB1の液体B1も、筒状部111および上部嵌合部115内を下方から上方への均一な液流となる。
 この区間LB1の液体B1の流速は、流路断面積が区間LAより小さいため、区間LAよりも速くなるが、区間LAの液体Aの流速、および、区間LB1の液体B1の流速ともにワークWのみが沈降して加工屑Kのみが上方に流されるように、液体供給手段130から供給する流量を調整することで設定される。
 なお、分離容器110の筒状部111の区間LA部分の内径を小さく、区間LB1部分の内径を大きくし、区間LAの液体Aと区間LB1の液体B1の流路断面積を等しくして流速を等しくしてもよい。
 上部嵌合部115の、ロート状部122の下端位置から上部嵌合部115の上端位置までの区間LB2の液体B2の流速は、分離容器110の内側と投入筒120の外側との間の液体流路の平面視の断面積Sが流出口115aに向かって漸次狭くなり、送出口121aの位置より、流出口115aの位置で小さくなるため、流出口115aに近づくにしたがって液体流路の平面視の断面積Sに反比例的に徐々に速くなる。
 一方、投入筒120内の液体Cは、区間LAの液体Aの液流による動圧によって、ワークWと加工屑Kとの混合物が投入されない状態で、前記動圧に相当する高さhだけ流出口115aより液面が高い状態で静止して維持され、受入開口122aから溢れて流出するような流れは生じない。
 上記のように投入筒120内の液体Cが静止維持された状態から、ワークWと加工屑Kとの混合物のみが投入される場合、投入筒120内の液体Cはほぼ静止状態で安定し、ワークWと加工屑Kとの混合物は、ほぼ静止状態の液体Cとの抵抗でゆっくりと姿勢が変更され、分散しながら沈降していく。
 ワークWと加工屑Kとの混合物が、工作機械に組み込まれた排出機構等により切削液とともに間欠的に投入筒120内に投入される場合は、投入時に前記切削液によって、液体Cの液面が上昇するとともに、切削液の投入量に応じて、投入後の所定時間、投入筒120内の液体Cは上方から下方への流れが発生するとともに、区間LB1の液体B1の流速が上昇し、その後投入筒120内の液体Cが静止状態で安定する。
 また、連続投入される場合は、切削液の投入量に応じて、常に液体Cの液面が前記静止状態の液面より上昇し、上方から下方への流れが発生するとともに、区間LB1の液体B1の流速が上昇する。
 この場合、投入筒120内の液体Cの上端面から投入筒120の下端位置までの区間LCを一定長さ確保し、投入筒120内の容量をある程度大きくすることで、ワークWと加工屑Kとの混合物は、液体Cとの抵抗でゆっくりと姿勢が変更され、分散しながら沈降していく。
 また、区間LB1の液体B1の流速上昇も、分離性能に影響のない範囲とすることができる。
 つまり、前記混合物が、切削油とともに連続投入された場合でも、区間LCの液体C内を、前記混合物内のワークWの姿勢が変更され、ワークWと加工屑Kとが分散しながら沈降するように、円筒部121の長さが設定される。
 また、投入筒120の上端位置は、上記いずれの混合物の投入状態であっても、投入筒120の上方から液体が溢れて流出することがないように設定される。
 このように設定されたワーク分離装置100の投入筒120内にワークWと加工屑Kとの混合物を投入すると、図3に示すように、まず、投入筒120内の液体C内をワークWの姿勢がゆっくりと変更されながら、ワークWと加工屑Kとが、ともに分散しながら沈降し、投入筒120の送出口121aから区間LAの液体Aに達する。
 区間LAの液体Aの流速はワークWのみが沈降して加工屑Kのみが上方に流されるよう設定されているため、ワークWは筒状部111の区間LAの液体A内に達してもそのまま液流に逆らって沈降し底部112に到達する。
 ここで、底部112には、傾斜面112aおよび開口112bが形成され、傾斜面112aは、分離容器110内で沈降するワークWを開口112bに向けて案内するように設けられ、開口112bは、筒状部111内に液流を形成する流量より少ない流量で液体Eが排出されるように設定されている。
 したがって、加工屑Kから分離されたワークWは、液体Eと一緒に開口112bから排出され、傾斜面112aおよび開口112bにより分離容器110の底部112側でのワークWの滞留を回避することができる。
 加工屑Kは、筒状部111から上部嵌合部115に亘る区間LAの液体Aおよび区間LB1の液体B1の液流によって上方に流される。
 そして、図4に示すように、上部嵌合部115の区間LB2において、液体B2の液流が流出口115aに近づくにしたがって徐々に速くなり加工屑Kを流出口115aから押し出すように作用する。
 また、上方へ向かう液体B2の液流が、ロート状部122の外周面によって外周方向へも向かうように案内される。
 したがって、加工屑Kは、流出口115aの液面上に滞留することなく、液体Fとともに流出口115aから円滑に溢れて排出口142へ流出する。
 開口112bから排出されたワークWは、網状のかご等の適当なワーク液体分離手段BKに液体Eを流入させることによって、液体E及びワークWを容易に分離することができる。
 流出口115aから溢れた加工屑Kは、上部受け部140内、排出口142、あるいは排出口142より下流の適宜の位置に加工屑Kより細かい目の網を設置するなど、適宜の方法で回収することができる。
 本実施例では、液体案内部でもある上部嵌合部115が、流出口115aの周囲に配設された傾斜面115bを有し、傾斜面115bが、流出口115aから溢れる液体Fを上部受け部140に案内するように構成されている。
 これにより、液体Fが分離容器110の上端から上部受け部140に円滑に流れるため、液体Fとともに加工屑Kを上部受け部140に円滑に案内することが容易となる。
 なお、投入筒120の下端付近の区間LAの液体Aは、多少の乱流を生じており、ワークWが区間LB1方向に流されたり、加工屑Kが区間LAの下方に流されたり場合がある。
 また、液流の中でしばらくの間、ワークWと加工屑Kとが接触したままともに流されたり、ともに沈降する場合がある。
 さらに、前記のように液体Cに下方への流れが発生している場合、前記混合物は比較的速い下方への液流に乗って区間LAに投入されることがある。
 しかし、区間LAおよび区間LB1の均一な液流区間を一定の長さ確保することにより、乱流の影響を受けない区間を確保し、また、接触したワークWと加工屑Kとが液流により分離する距離を確保して、ワークWが流出口115aに達したり、加工屑Kが底部112に達したりすることなく、確実に分離することができる。
 特に区間LAの長さは、前記混合物が区間LAの沈降中にワークWと加工屑Kとが分離されるのに十分な長さに設定される。
 上記実施例は、ワークWを分離容器110の下方に沈降させ、加工屑Kを分離容器110の上方に浮上させることによって、ワークWと加工屑Kとを分離するものについて説明したが、ワークWの形状や材質等によっては、ワークWを分離容器110の上方に浮上させ、加工屑Kを分離容器110の下方に沈降させることもできる。
 このようにして得られた本発明の一実施例であるワーク分離装置100は、分離容器110中の送出口121aから流出口115aまでの区間LB1、LB2における分離容器内側と投入筒外側との間の液体流路の平面視の断面積Sが、送出口121aの位置より、流出口115aの位置で小さくなるように形成されていることにより、加工屑KまたはワークWを分離容器110の流出口115aの液面上に滞留させることなく円滑に排出することができる。
 また、液体流路の平面視の断面積Sが、流出口115aに向かって漸次狭くなるように形成されていることにより、加工屑KまたはワークWをより円滑、かつ、確実に排出することができる。
 さらに、投入筒120が、上方に向かって拡大して受入開口122aを構成するロート状部122を有し、このロート状部122の下側が、分離容器110内に入り込んでいることにより、容易に液体流路の平面視の断面積Sを変化させて液流の流速を変化させ、加工屑KまたはワークWをより一層円滑、かつ、確実に排出することができる。
100 ・・・ワーク分離装置
110 ・・・分離容器
111 ・・・筒状部
112 ・・・底部
112a・・・傾斜面
112b・・・開口
113 ・・・液体流入口
114 ・・・液体溜まり
115 ・・・上部嵌合部
115a・・・流出口
115b・・・傾斜面
120 ・・・投入筒
121 ・・・円筒部
121a・・・送出口
122 ・・・ロート状部
122a・・・受入開口
130 ・・・液体供給手段
140 ・・・上部受け部
141 ・・・固定部材
142 ・・・排出口
143 ・・・容器取付部材
144 ・・・支持部材
BK  ・・・ワーク液体分離手段
K   ・・・加工屑
W   ・・・ワーク

 

Claims (6)

  1.  液体が収容される分離容器と、ワークと加工屑との混合物が上方から投入される投入筒と、前記分離容器に液体を供給する液体供給手段とを備え、
     前記投入筒における下方に設けられた送出口が、前記分離容器内に位置するように、前記投入筒が前記分離容器に挿入配置され、
     前記液体供給手段が、前記送出口よりも下方から前記液体を供給して前記分離容器内に下方から上方への液流を発生させ、該液流によって前記分離容器における上方に位置する流出口から液体を溢れて流出させ、前記投入筒に投入されて前記送出口から前記分離容器内に送り出される前記混合物から前記ワークと前記加工屑とを分離するワーク分離装置において、
     前記分離容器中の前記送出口から前記流出口までの区間における前記分離容器内側と前記投入筒外側との間の液体流路の平面視の断面積が、前記送出口の位置より、前記流出口の位置で小さくなるように形成されていることを特徴とするワーク分離装置。
  2.  前記投入筒における上方に前記混合物を受け入れる受入開口を設け、
     前記受入開口が、前記流出口より上方に位置し、前記分離容器内の下方から上方への液流によって前記流出口から液体が溢れて流出し、前記投入筒内の液体が前記受入開口から流出しないよう、前記分離容器と前記投入筒とが配置されたことを特徴とする請求項1に記載のワーク分離装置。
  3.  前記液体流路の平面視の断面積が、前記流出口に向かって漸次狭くなるように形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のワーク分離装置。
  4.  前記投入筒が、上方に向かって拡大するロート状部を有し、該ロート状部の下側が、前記分離容器内に入り込んでいることを特徴とする請求項3に記載のワーク分離装置。
  5.  前記投入筒の中心線が、前記分離容器の中心線と一致するように配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載のワーク分離装置。
  6.  前記流出口から流出した液体を受ける上部受け部が、前記分離容器の上部の周囲に配置され、
     前記流出口から溢れる液体を上部受け部に案内する傾斜面を有する液体案内部が、前記分離容器の上方部分に形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載のワーク分離装置。

     
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