チップコンベヤ装置
【課題】 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。
【解決手段】 サイクロン分離器2と、サイクロン分離器2の下方に形成された分離排出口2zから排出されたダーティ液を受けて所定形状の搬送路5を搬送し切り屑排出口5zから前記切り屑を排出する搬送機構4と、サイクロン分離器2と搬送機構4とを連結する筒型連結具3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3bが前記筒型連結具3の側面に形成されるとともに、当該リリーフ回路吐出口3bの高さh4が前記切り屑排出口5zの高さh5よりも低い位置に設定される。
【解決手段】 サイクロン分離器2と、サイクロン分離器2の下方に形成された分離排出口2zから排出されたダーティ液を受けて所定形状の搬送路5を搬送し切り屑排出口5zから前記切り屑を排出する搬送機構4と、サイクロン分離器2と搬送機構4とを連結する筒型連結具3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3bが前記筒型連結具3の側面に形成されるとともに、当該リリーフ回路吐出口3bの高さh4が前記切り屑排出口5zの高さh5よりも低い位置に設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2001−253523号公報
【特許文献2】特開2004−224566号公報
【特許文献3】特開2003−145390号公報
【特許文献4】特開2006−75725号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
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。
【0009】
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。
【課題を解決するための手段】
【0010】
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またはその近くの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ことを特徴とする。
【0011】
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。
【0012】
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を特徴とする。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【発明の効果】
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】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。
【図2】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。
【図3】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。
【図4】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。
【図5】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。
【図6】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。
【図7】本発明に係る筒型連結具を側方から示す断面図である。
【図8】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。
【図9】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。
【図10】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。
【図11】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。
【発明を実施するための形態】
【0030】
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。
【0031】
(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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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)。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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)。
【0049】
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。
【0050】
(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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
(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。
【0056】
(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。
【0057】
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)。
【0058】
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。
【0059】
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。
【符号の説明】
【0060】
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
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2001−253523号公報
【特許文献2】特開2004−224566号公報
【特許文献3】特開2003−145390号公報
【特許文献4】特開2006−75725号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
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。
【0009】
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。
【課題を解決するための手段】
【0010】
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またはその近くの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ことを特徴とする。
【0011】
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。
【0012】
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を特徴とする。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【発明の効果】
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】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。
【図2】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。
【図3】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。
【図4】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。
【図5】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。
【図6】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。
【図7】本発明に係る筒型連結具を側方から示す断面図である。
【図8】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。
【図9】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。
【図10】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。
【図11】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。
【発明を実施するための形態】
【0030】
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。
【0031】
(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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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)。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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)。
【0049】
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。
【0050】
(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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
(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。
【0056】
(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。
【0057】
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)。
【0058】
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。
【0059】
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。
【符号の説明】
【0060】
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
【特許請求の範囲】
【請求項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またはその近くの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ことを特徴とするチップコンベヤ装置。
【請求項2】
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を特徴とする請求項1記載のチップコンベヤ装置。
【請求項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または2記載のチップコンベヤ装置。
【請求項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ないし3のいずれか一項に記載のチップコンベヤ装置。
【請求項5】
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を特徴とする請求項4記載のチップコンベヤ装置。
【請求項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ないし5のいずれか一項に記載のチップコンベヤ装置。
【請求項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ないし6のいずれか一項に記載のチップコンベヤ装置。
【請求項8】
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を特徴とする請求項7記載のチップコンベヤ装置。
【請求項9】
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を特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項記載のチップコンベヤ装置。
【請求項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またはその近くの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ことを特徴とするチップコンベヤ装置。
【請求項2】
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を特徴とする請求項1記載のチップコンベヤ装置。
【請求項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または2記載のチップコンベヤ装置。
【請求項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ないし3のいずれか一項に記載のチップコンベヤ装置。
【請求項5】
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を特徴とする請求項4記載のチップコンベヤ装置。
【請求項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ないし5のいずれか一項に記載のチップコンベヤ装置。
【請求項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ないし6のいずれか一項に記載のチップコンベヤ装置。
【請求項8】
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を特徴とする請求項7記載のチップコンベヤ装置。
【請求項9】
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を特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項記載のチップコンベヤ装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2010−240831(P2010−240831A)
【公開日】平成22年10月28日(2010.10.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−52435(P2010−52435)
【出願日】平成22年3月10日(2010.3.10)
【出願人】(591234488)株式会社ヨシダ鉄工 (13)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年10月28日(2010.10.28)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年3月10日(2010.3.10)
【出願人】(591234488)株式会社ヨシダ鉄工 (13)
【Fターム(参考)】
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