(57)【要約】      （修正有）【課題】自動的かつ確実に容器に溜まる微細物量を検出することができ、かつ小型で検出能力に優れた超音波センサを提供する。【解決手段】微粉末状の切削クズ等の微細物を溜める容器２の外側面に備える超音波センサ１１と、超音波センサ１１からの出力に基づいて容器２に溜まる微細物量を検出する検出手段１２と、を備え、検出手段１２は、超音波センサ１１からの出力が閾値以上の場合には、微細物量が規定値以下と判断し、超音波センサ１１からの出力が閾値以下の場合には、微細物量が規定値以上と判断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粉末状の切削クズ等の微細物を溜める容器の外側面に備える超音波センサと、
前記超音波センサからの出力に基づいて前記容器に溜まる微細物量を検出する検出手段と、を備え、
前記検出手段は、
前記超音波センサからの出力が閾値以上の場合には、前記微細物量が規定値以下と判断し、
前記超音波センサからの出力が閾値以下の場合には、前記微細物量が規定値以上と判断することを特徴とする微細物量検出装置。
【請求項２】
前記検出手段の判断に基づき、
前記容器に溜まる微細物量の状態を知らせる報知手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の微細物量検出装置。
【請求項３】
前記超音波センサは、
反射形または透過形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の微細物量検出装置。
【請求項４】
前記容器は、微細物を含む流体から微細物を分離する遠心分離装置に備えるカップであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の微細物量検出装置。
【請求項５】
前記容器は、前記遠心分離装置を含む固液分離システムに配置されるタンクであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の微細物量検出装置。
【請求項６】
タンクから液を各機種に供給する経路、またはタンクから液を各機種に供給し、タンクに戻して循環させる経路を有する微細物除去システムであり、
遠心分離により微細物を含む流体から微細物を分離する遠心分離装置と、
容器に溜まる微細物を検出する請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の微細物量検出装置と、を含み、
前記容器は、
前記遠心分離装置の微細物排出部に接続された構成、
または、
前記遠心分離装置の微細物排出部に接続された沈殿タンクに接続された構成であることを特徴とする微細物除去システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カップやタンクなどの容器に溜まる微細物量を検出する微細物量検出装置及び微細物除去システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、機械加工では、供給タンクから切削液を供給しながら切削加工が行なわれ、切削液には微粉末状の切削クズ等の微細物が含まれる。この微粉末状の切削クズ等の微細物が含まれる切削液を遠心分離装置に供給し、遠心分離装置により切削液から微細物を分離し、分離された微細物を沈澱部に沈殿させ、微細物を除去して切削液を供給タンクに戻している。
【０００３】
この遠心分離装置には、例えば、沈澱部に微細物の沈殿量を目視可能な透明部を有するものがあり、作業者が所定期間毎に目視で確認している（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２５５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、遠心分離装置の沈澱部に透明部を設け、切削液から分離された微細物の沈殿量を目視で確認することは、確認するための人手を要する。また、目視で確認するために特別に透明部を設ける必要があり、コストが嵩む。さらに、溜まる微細物によって透明部の表面が白濁化したり傷付くことで、目視で正確に確認することが困難であるなどの問題がある。
【０００６】
この発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、自動的かつ確実に容器に溜まる微細物量を検出することができ、かつ小型で検出能力に優れ、取り扱いが容易である微細物量検出装置及び微細物除去システムを提供することを目的としている。  
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、微粉末状の切削クズ等の微細物を溜める容器の外側面に備える超音波センサと、
前記超音波センサからの出力に基づいて前記容器に溜まる微細物量を検出する検出手段と、を備え、
前記検出手段は、
前記超音波センサからの出力が閾値以上の場合には、前記微細物量が規定値以下と判断し、
前記超音波センサからの出力が閾値以下の場合には、前記微細物量が規定値以上と判断することを特徴とする微細物量検出装置である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記検出手段の判断に基づき、
前記容器に溜まる微細物量の状態を知らせる報知手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の微細物量検出装置である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記超音波センサは、反射形または透過形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の微細物量検出装置である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記容器は、微細物を含む流体から微細物を分離する遠心分離装置に備えるカップであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の微細物量検出装置である。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記容器は、前記遠心分離装置を含む微細物除去システムに配置されるタンクであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の微細物量検出装置である。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、タンクから液を各機種に供給する経路、またはタンクから液を各機種に供給し、タンクに戻して循環させる経路を有する微細物除去システムであり、
遠心分離により微細物を含む流体から微細物を分離する遠心分離装置と、
容器に溜まる微細物を検出する請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の微細物量検出装置と、を含み、
前記容器は、
前記遠心分離装置の微細物排出部に接続された構成、
または、
前記遠心分離装置の微細物排出部に接続された沈殿タンクに接続された構成であることを特徴とする微細物除去システムである。
【発明の効果】
【００１４】
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
【００１５】
請求項１乃至請求項５に記載の発明では、超音波センサを備え、超音波センサからの出力に基づいて容器に溜まる微細物量を検出することで、確認するための人手が不要で、自動的かつ確実に容器に溜まる微細物量を検出することができ、かつ小型である。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、容器は、遠心分離装置の微細物排出部に接続された構成、または、遠心分離装置の微細物排出部に接続された沈殿タンクに接続された構成であり、微細物量検出装置によって容器に溜まる微細物を検出して回収することで、微細物を定量排出でき、回収精度を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】微細物量検出装置を説明する図である。
【図２】微細物量の検出を説明する原理図である。
【図３】微細物量を検出しない場合を示す図である。
【図４】微細物量を検出する場合を示す図である。
【図５】微細物量の検出を示すフロー図である。
【図６】他の形態の微細物量検出装置を示す図である。
【図７】微細物除去システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の微細物量検出装置及び微細物除去システムの実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。  
【００１９】
この発明の微細物量検出装置は、製薬、化学、食品、飲料の原料他の微細物の除去に、また自動車工業、工作機、工作機械、工作機器などによる加工業の切削粉等の微細物の除去に、また各工場、水処理等の循環水、排水から半導体、バイオ等の不純物等の微細物の除去に、また洗浄水、溶剤等の異物である微細物の除去等に使用され、液体、気体の流体に含まれる微細物を分離除去するものに広く使用される。
【００２０】
（微細物量検出装置の構成）
この形態の微細物量検出装置を、図１乃至図６に基づいて説明する。図１は微細物量検出装置を説明する図、図２は微細物量の検出を説明する原理図、図３は微細物量を検出しない場合を示す図、図４は微細物量を検出する場合を示す図、図５は微細物量の検出を示すフロー図、図６は他の形態の微細物量検出装置を示す図である。
【００２１】
（形態１の構成）
この実施の形態の微細物量検出装置１０は、容器２に溜まる微細物量を検出する装置であり、例えば、原料他をポンプにより各機器に供給する経路に遠心分離装置１を含む微細物除去システムが配置され、この遠心分離装置１で原料他に含まれる微細物を除去する。遠心分離装置１は、容器２を備え、この容器２は、カップで構成され、微細物を含む流体から微細物を分離し、この微細物はバルブを開くことで容器２に溜まる。
【００２２】
この実施の形態の微細物量検出装置１０は、容器２の外側面に備える超音波センサ１１と、超音波センサ１１からの出力に基づいて容器２に溜まる微細物量を検出する検出手段１２と、報知手段１３を備える。
【００２３】
超音波センサ１１は、容器２の外側面にカップリング材１４により保持され、取付治具１５で所定位置に取り付けられる。この超音波センサ１１を取り付けた位置が、容器２に溜まる微細物量を検出する位置である。容器２の底部には、蓋３が設けられ、蓋３を取り外すことで容器２に溜まった微細物を排出する構成である。
【００２４】
検出手段１２は、超音波センサ１１からの出力が閾値以上の場合には、微細物量が規定値以下と判断し、超音波センサ１１からの出力が閾値以下の場合には、微細物量が規定値以上と判断する。
【００２５】
報知手段１３は、検出手段の判断に基づき、容器２に溜まる微細物量の状態を知らせる構成であり、例えば、微細物量が規定値以下と判断される場合には、青色ランプを点灯させ、微細物量が規定値以上と判断される場合には、赤色ランプに切り替えて点灯させる。また、微細物量が規定値以上と判断される場合には、青色ランプを消灯させ、警報ブザーを鳴らすようにしてもよい。また、報知手段１３は、信号をアナログまたはデジタルとして発信することができ、外部で容器２に溜まる微細物量の状態を知ることができるとともに、システムなどの制御ができる。
【００２６】
（検出原理）
この実施の形態の超音波センサ１１は、送波器１１ａにより超音波を対象物に向け発信し、その反射波を受波器１１ｂで受信することにより、対象物の有無検出する構成である。
【００２７】
この実施の形態では、反射形を用いており、図２（ａ）に示すように、容器２の容器側壁によって、口元反射、内壁反射、外壁反射が生じる。例えば、距離調整ボリウムなどで設定した検出距離範囲内に存在する物体からの反射波のみを検出する方式を用いることができる。
【００２８】
図２（ｂ）に示すように、容器２の内部には、切削液のみが溜まっている場合、あるいは切削液が溜まっていない場合には、超音波センサ１１の内壁反射による出力が大きい。図２（ｃ）に示すように、切削液に含まれる微細物を分離して除去し、この微細物が容器２の内部に溜まってくると、超音波センサ１１の内壁反射による出力が微細物によって減衰して小さくなる。
【００２９】
（微細物量検出）
この実施の形態の微細物量検出装置１０による微細物量検出を、図３乃至図５に基づいて説明する。この実施の形態の微細物量検出装置１０では、超音波センサ１１がケーブル２０により検出装置２１に接続される。検出装置２１は、検出手段１２と、報知手段１３を有する。
【００３０】
微細物量の検出を開始し（図５（ａ））、超音波センサ１１では、超音波を送信し、この反射波を受信する（図５（ｂ）、（ｃ））。検出装置２１では、超音波センサ１１で受信した信号を判定し（図５（ｄ））、超音波センサ１１からの出力、即ち受信電圧が閾値以上は、微細物量が規定値以下と判断し（図３（ｂ））、受信電圧が閾値以下は、微細物量が規定値以上と判断する（図４（ｂ））。
【００３１】
微細物量が規定値以下と判断した場合には、正常表示を行い（図５（ｅ））、例えば青色ランプを点灯させている。微細物量が規定値以上と判断した場合には、警告表示を行い（図５（ｆ））、例えば青色ランプを消灯し、赤色ランプを点灯させて終了する（図５（ｇ））。また、微細物量が規定値以上と判断した場合には、制御信号（例えばバルブを制御する信号）を出力して容器２の内部に溜まっている微細物を除去し、微細物の分離・回収を行う。
【００３２】
（形態２の構成）
この実施の形態の微細物量検出装置１０は、図６に示すように、容器２の外側面に備える超音波センサ１１として透過形を用いる。この透過形は、送波器１１ａにより超音波を対象物に向け発信し、その送波を受波器１１ｂで受信することにより、対象物の有無検出する構成である。送波器１１ａと受波器１１ｂは、対抗する位置において、容器２の外側面にカップリング材１４により保持され、図１に示すように、取付治具１５で所定位置に取り付けられる。この超音波センサ１１を取り付けた位置が、容器２に溜まる微細物量を検出する位置である。
【００３３】
検出手段１２は、超音波センサ１１からの出力が閾値以上の場合には、微細物量が規定値以下と判断し、超音波センサ１１からの出力が閾値以下の場合には、微細物量が規定値以上と判断する。
【００３４】
この実施の形態では、図６（ｂ）に示すように、容器２の内部には、切削液のみが溜まっている場合、あるいは切削液が溜まっていない場合には、超音波センサ１１の出力が大きい。切削液に含まれる微細物を分離して除去し、この微細物が容器２の内部に溜まってくると、超音波センサ１１の出力が微細物によって減衰して小さくなる。
【００３５】
（微細物除去システム）
この実施の形態の微細物除去システムを、図７に基づいて説明する。図７は微細物除去システムを示す図である。
【００３６】
この実施の形態では、工作機、工作機械、工作機器などによる加工業の切削粉等の微細物の回収に用いる場合について説明する。この実施の形態では、流体として液体に含まれる微粉末状クズの微細物を除去する場合について用いているが、気体に含まれる微細物を除去する場合にも同様に用いることができる。また、微細物であればよく、微粉末状クズに限定されない。また、微細物量検出装置１０は、超音波センサ、光電センサ、流量計、近接センサ、静電容量センサなどを用いて微細物量を検出することができるが、この実施の形態では、超音波センサを用いている。
【００３７】
この実施の形態の微細物除去システム５００は、遠心分離装置１と、微細物量検出装置１０と、を含む。図７（ａ）の形態では、微細物分離システム５００は、タンク５０１の原料他の流体をポンプＰ１により各機種５０２に供給する経路５０３に配置される。図７（ｂ）の形態では、タンク５１１の処理液の流体をポンプＰ１により加工機５１２に供給し、この加工機５１２から加工に用いた処理液をタンク５１１に戻して循環させる循環経路５１３に配置される。
【００３８】
この遠心分離装置１では、遠心力によって、流体に含まれる微細物を除去する。微細物量検出装置１０は、容器２を備え、この容器２は、カップで構成され、微細物を含む流体から微細物を分離し、この微細物はバルブＶ１を開くことで容器２に溜まる。微細物量検出装置１０は、容器２に溜まる微細物を検出する。図７（ａ）及び図７（ｂ）の形態では、原料他をポンプにより各機器に供給する経路に遠心分離装置１を含む微細物除去システムが配置され、この遠心分離装置１で原料他に含まれる微細物を除去する。遠心分離装置１には、バルブＶ１を介して容器２が接続され、この容器２は、カップで構成され、微細物を含む流体から微細物を分離し、この微細物はバルブＶ１を開くことで容器２に溜まる。この容器２に微細物量検出装置１０を備え、微細物量検出装置１０は、容器２に溜まる微細物を検出する。図７（ｃ）の形態は、図７（ａ）及び図７（ｂ）の形態と同様に構成され、微細物はバルブＶ１を開くことで容器２に溜まる。微細物量検出装置１０は、容器２に溜まる微細物を検出し、容器２に溜まる微細物を、バルブＶ２を開くことで回収する。この図７（ａ）〜図７（ｃ）の形態では、容器２は、遠心分離装置１の微細物排出部にバルブＶ１を介して接続された構成である。
【００３９】
図７（ｄ）の形態は、遠心分離装置１には、容器２が直接接続され、微細物量検出装置１０は、容器２に溜まる微細物を検出する。容器２に溜まる微細物を、バルブＶ２を開くことで回収する。図７（ｅ）の形態は、図７（ｃ）の形態と同様に構成されるが、遠心分離装置１では、微細物を含む流体から微細物を分離し、この分離した微細物が沈殿タンク１ａに溜まるように構成されており、この沈殿タンク１ａに微細物量検出装置１０がバルブＶ１を介して接続される。微細物量検出装置１０は、容器２に溜まる微細物を検出し、容器２に溜まる微細物を、バルブＶ２を開くことで回収する。この微細物量検出装置１０は、後付けで沈殿タンク１ａに接続することができる。この形態では、微細物量検出装置１０によって容器２に溜まる微細物を検出してバルブＶ２を開くことで回収し、微細物を定量排出でき、回収精度を保持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
この発明は、カップやタンクなどの容器に溜まる微細物量を検出する微細物量検出装置及び微細物除去システムに適用され、自動的かつ確実に容器に溜まる微細物量を検出することができ、かつ小型で検出能力に優れ、取り扱いが容易である。
【符号の説明】
【００４１】
１  遠心分離装置
２  容器
３  蓋
１０  微細物量検出装置
１１  超音波センサ
１１ａ  送波器  
１１ｂ  受波器
１２  検出手段
１３  報知手段
１４  カップリング材
１５  取付治具
５００  微細物除去システム
５０１  タンク
５０２  各機種
５０３  経路
５１１  タンク
５１２  加工機
５１３  循環経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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