(57)【要約】【課題】ポンプを用いて排液タンク内に貯留された排液を外部に送液する場合において、排液に異物が混入していたり粘性があったりする場合でも排液タンク内の排液の量に応じてポンプを適切に稼働させ、経済性も向上させる。【解決手段】排液タンク本体３に貯留した排液をポンプ４によって排液調整手段４０へ送液する排液処理装置１において、排液の液位に応じて遮光板駆動手段９が遮光板８を駆動して光センサ７の状態をオン／オフさせることにより制御手段６がポンプ４の稼働を制御する構成とし、遮光板駆動手段９は、遮光板８に固定され遮光板８の厚さ方向の軸心を有する回転シャフト部１０と、回転シャフト部１０から回転シャフト部１０の径方向に延伸し排液タンク本体３内に垂下する延伸部１２とを有するアーム１３と、延伸部１２の端に配設された浮子１４とを備え、浮子１４の上下に対応して遮光板８が回動する構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工装置からの排液を貯留する排液タンク本体と、該排液タンク本体に貯留された排液を排液調整手段へ送液するポンプと、該排液タンク本体に貯留された排液の液位を検出する液位検出手段と、該液位検出手段からの出力に応じて該ポンプの稼働を制御する制御手段とを備えた排液処理装置であって、
該液位検出手段は、
発光手段と、該発光手段から発光された光を受光する受光手段とを備えた光センサと、
該発光手段から該受光手段までの光路を回動により遮断可能に配設された遮光板と、
該排液タンク本体に貯留された排液の液位に応じて該遮光板を移動させる遮光板駆動手段と
から少なくとも構成され、
該遮光板駆動手段は、
該遮光板に固定され該遮光板の厚さ方向の軸心を有する回転シャフト部と、該回転シャフト部から該回転シャフト部の径方向に延伸し該排液タンク本体内に垂下する延伸部とを有するアームと、
該延伸部の端に配設された浮子と、
該回転シャフトを回転可能に保持し、該排液タンク本体の内部に固定される保持部材と
を含む排液処理装置。
【請求項２】
前記光センサは複数配設され、
前記制御手段は、
該複数の光センサの状態に応じて前記ポンプの稼働を制御する
請求項１に記載の排液処理装置。
【請求項３】
前記遮光板に、前記光センサの光路に位置付け可能な貫通孔を形成した
請求項１または２に記載の排液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工装置から排液調整手段に送液される排液を一時的に貯留する排液タンクを備えた排液処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の加工を行う加工装置において、加工品質向上等のため、加工液を加工領域に供給しながら加工を行うことがある。例えば、半導体ウェーハや電子部品、光学部品に使用されるガラスや樹脂、各種セラミックス等の被加工物の切削に使用する切削装置は、被加工物を保持する保持手段と、保持手段に保持された被加工物を切削する切削手段と、切削手段によって加工が行われる領域に加工液を供給する加工液供給手段とを備えている。
【０００３】
加工液は、切削による加工熱を冷却する目的や、切削によって発生した切り屑を被加工物上から除去する目的で加工領域に供給されている。このような加工液としては、市水も使用されるが、被加工物が半導体である場合には純水が主に使用される。また、硬度が高く切削によって発生する加工熱が高くなるような被加工物を切削する際には、親水性が高く冷却効果の高い界面活性剤などの水溶液が用いられることもある。
【０００４】
一般に、純水や界面活性剤などは、市水に比べて高価であるため、加工装置において使用され排出された排液は、再利用されている。例えば、加工装置から排出された排液を排液タンクに貯留し、貯留した排液をポンプによって純水設備や切削液循環装置等の排液調整手段に送液し、繰り返し精製して使用するシステムが提案されている。（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
ところが、加工装置から排出される排液の量は必ずしも一定ではないため、排液タンク内が空になってしまうことがある。そして、排液タンク内が空の状態のままポンプが稼働し続けると、ポンプが破損してしまうおそれがある。
【０００６】
一方、空運転可能なポンプを使用した場合においても、長時間空運転を行うことは不経済である。そこで、排液の液位に応じてフロートが上下するフロートセンサ等を用いて排液タンク内の液面を検出し、液面に応じてポンプの稼働を制御することも提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１５７９９６号公報
【特許文献２】特開平０５−１７７１１６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、排液に加工屑等の異物が混入している場合や、排液自体が粘性のある液体である場合には、フロートセンサが正常に作動しないおそれがあるため、ポンプの稼働を適切に制御できないことがある。
【０００９】
本発明は、上記事実に鑑みてなされたもので、その課題は、ポンプを用いて排液タンク内に貯留された排液を外部に送液する場合において、排液に異物が混入していたり粘性があったりする場合でも排液タンク内の排液の量に応じてポンプを適切に稼働させ、更には経済性も向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、加工装置からの排液を貯留する排液タンク本体と、排液タンク本体に貯留された排液を排液調整手段へ送液するポンプと、排液タンク本体に貯留された排液の液位を検出する液位検出手段と、液位検出手段からの出力に応じてポンプの稼働を制御する制御手段とを備えた排液処理装置に関するもので、液位検出手段は、発光手段と、発光手段から発光された光を受光する受光手段とを備えた光センサと、発光手段から受光手段までの光路を回動により遮断可能に配設された遮光板と、排液タンク本体に貯留された排液の液位に応じて遮光板を移動させる遮光板駆動手段とから少なくとも構成され、遮光板駆動手段は、遮光板に固定され遮光板の厚さ方向の軸心を有する回転シャフト部と、回転シャフト部から回転シャフト部の径方向に延伸し排液タンク本体内に垂下する延伸部とを有するアームと、延伸部の端に配設された浮子と、回転シャフトを回転可能に保持し排液タンク本体の内部に固定される保持部材とを含む。
【００１１】
光センサを複数配設することも可能であり、その場合は、制御手段は複数の光センサの状態に応じてポンプの稼働を制御する。また、遮光板に光センサの光路に位置付け可能な貫通孔を形成し、貫通孔の位置、大きさ、形状等との関係で光センサの状態を変化させることもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、液位検出手段によって検出された排液の液位に基づいてポンプの稼働が制御されるため、液位が低下した場合にはポンプの稼働を停止する制御を行うことが可能となり、これによってポンプの破損を防止することができる。また、遮蔽板駆動手段は、アームに浮子が連結された構成を有しているため、フロート式センサのように排液が粘性を有する場合や排液に加工屑が含まれている場合に誤動作を起こすといった問題が生じない。また、ポンプを経済的に稼働させることも可能となる。
【００１３】
光センサが複数配設され、制御手段が複数の光センサの状態に応じてポンプの稼働を制御するようにすると、よりきめ細かな制御が可能となり、ポンプの破損をより効果的に防止することができる。
【００１４】
また、光センサの光路に位置付け可能な貫通孔を遮光板に形成すると、貫通孔の位置、形状または数によって、容易かつ柔軟に所望の制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】排液処理装置を正面側から見た内部構造図である。
【図２】排液処理装置の内部を拡大して略示的に示す断面図である。
【図３】排液処理装置の第１の例において、第１光センサ及び第２光センサがオンとなっている状態を側面側から見た内部構造図である。
【図４】排液処理装置の第１の例において、第１光センサのみがオフとなっている状態を側面側から見た内部構造図である。
【図５】排液処理装置の第１の例において、第１光センサ及び第２光センサがオフとなっている状態を側面側から見た内部構造図である。
【図６】排液処理装置の第２の例において、第１光センサのみがオフとなっている状態を側面側から見た内部構造図である。
【図７】排液処理装置の第２の例において、第１光センサ及び第２光センサがオンとなっている状態を側面側から見た内部構造図である。
【図８】排液処理装置の第２の例において、第１光センサ及び第２光センサがオフとなっている状態を側面側から見た内部構造図である。
【図９】排液処理装置の第３の例において、第１光センサ、第２光センサ及び第３光センサがオンとなっている状態を側面側から見た内部構造図である。
【図１０】排液処理装置の第３の例において、第１光センサがオフ、第２光センサ及び第３光センサがオンとなっている状態を側面側から見た内部構造図である。
【図１１】排液処理装置の第３の例において、第１光センサ及び第２光センサがオフ、第３光センサがオンとなっている状態を側面側から見た内部構造図である。
【図１２】排液処理装置の第３の例において、第１光センサ、第２光センサ及び第３光センサがオフとなっている状態を側面側から見た内部構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に示す排液処理装置１は、加工装置２０から排出される排液を貯留し排液調整手段４０に送液する装置であり、加工装置２０から流入した排液を貯留する排液タンク本体３と、排液タンク本体３に貯留された排液を排液調整手段４０へ送液するポンプ４と、排液タンク本体３に貯留された排液の液位を検出しその液位に対応した出力を行う液位検出手段５と、液位検出手段５からの出力に基づきポンプ４の稼働を制御する制御手段６とを備えている。
【００１７】
液位検出手段５は、発光手段７０から発光された光を受光手段７１において受光するように構成された光センサ７と、発光手段７０から受光手段７１までの光路を遮断可能に回動する遮光板８と、排液タンク本体３の内部における排液の液位に応じて遮光板８を移動させる遮光板駆動手段９とから構成される。
【００１８】
制御手段６は、液位検出手段５からの出力を入力するための入力ポート、入力ポートから入力された情報を記憶するためのメモリ、各種演算等を行うＣＰＵ、ポンプ４に信号を送信するための出力ポート等を備えている。
【００１９】
図２に示すように、遮光板８には回転シャフト部１０が連結されている。この回転シャフト部１０は、遮光板８の厚さ方向の軸心を有しており、回転シャフト部１０の回転に伴い遮光板８がその面方向に回動する構成となっている。
【００２０】
排液タンク本体３の内部の壁面には、水平方向に延びるブラケット３０が固定されている。このブラケット３０には、遮光板８との接触を避けるための貫通孔３０ａが形成されている。ブラケット３０の上面側には、光センサ７を側部側から支持する支持壁３０ｂが起立状態で固定されている。一方、ブラケット３０の下面側には、遮光板８に連結された回転シャフト部１０を回転可能に保持する保持部材１１が固定されている。
【００２１】
回転シャフト部１０の他端側は、湾曲部１０ａを介して延伸部１２と連なった状態となっている。延伸部１２は、回転シャフト部１０の径方向に延伸し、図１に示したように、排液タンク本体３の内部において垂下している。回転シャフト部１０と延伸部１２とでアーム１３が構成されている。
【００２２】
図１に示したように、延伸部１１の下端には、排液タンク本体３に貯留された排液上に浮かぶ浮子１４が配設されており、排液の液位の変動に対応して浮子１４の上下方向の位置が変動すると、アーム１３が回転シャフト部１０の軸心を中心に回動し、これに伴い回転シャフト部１０に固定連結された遮蔽板８も、図２における前後方向に回動する構成となっている。このように、アーム１２と浮子１４と保持部材１１とで遮光板駆動手段９が構成される。
【００２３】
図２に示すように、光センサ７の発光手段７０から発光される光は、図示の例では水平方向の光軸を有しており、その光路上に受光手段７１が配設されている。発光手段７０と受光手段７１との間には、遮光板８の周縁部を非接触状態で収容するための空間７２が形成されている。遮光板８は、その位置に応じて、光センサ７を、発光手段７０から発光された光を受光手段７１に向けて通過させる状態（オン状態）、または、発光手段７０から発光された光を受光手段７１に向けて通過させないように遮断する状態（オフ状態）のいずれかの状態とする作用を営む。
【００２４】
光センサ７の上部から排液タンク本体３の外部に向けて延びる信号線１５は、図１に示した制御手段６に接続されており、この信号線１５を通じて、光センサ７がオン状態にあるかオフ状態にあるかを制御手段６に通知することができる。光センサは、１個でも２個以上でもよく、光センサが２個以上ある場合は、それぞれの光センサの状態が個別に制御手段６によって認識される。
【００２５】
以下においては、光センサの数及び配設位置並びに遮蔽板の構成の変更例と、各例におけるポンプ４の稼働制御による送液制御方法の例とについて説明する。
【００２６】
（１）第１の例
図３の例の遮蔽板８は、ほぼ扇型に形成されている。また、曲率半径が遮蔽板８の円弧部８０よりも小さく遮蔽版８の回転中心を中心とする円弧上に、第１光センサ７ａの発光手段７０ａと受光手段７１ａとを結ぶ光路及び第２光センサ７ｂの発光手段７０ｂと受光手段７１ｂとを結ぶ光路が位置している。
【００２７】
第１光センサ７ａ及び第２光センサは７ｂは、排液３ａの液位が低いために浮子１４も低い位置にあるときに双方ともオン状態となるような位置に配設されている。第１光センサ７ａは、アーム１３及び遮光板８が図３における時計回りに回動したときに最初にオフ状態となる光センサであり、第２光センサ７ｂは、第１光センサ７ａがオフ状態となった後に更に遮光板８が同方向に回動したときにオフ状態となる光センサである。第１光センサ７ａ及び第２光センサ７ｂの配設位置は、ポンプ４を稼働させるときの液位の範囲の条件に応じて定められる。
【００２８】
遮蔽板８の位置に応じて変化する第１光センサ７ａ及び第２光センサ７ｂの状態を（Ｓ１，Ｓ２）とすると、（Ｓ１，Ｓ２）は、以下のいずれかの状態をとる。
（Ｓ１，Ｓ２）＝（オン，オン）、
（Ｓ１，Ｓ２）＝（オフ，オン）、
（Ｓ１，Ｓ２）＝（オフ，オフ）、
（Ｓ１，Ｓ２）＝（オン，オフ）
【００２９】
制御手段６に対しては、信号線１５を介して第１光センサ７ａ及び第２光センサ７ｂの状態が出力されている。図３に示すように、排液３ａの液位が低いために浮子１４が上昇せず、アーム１２が持ち上げられずに垂下した状態にあると、遮蔽板８が第１光センサ７ａ及び第２光センサ７ｂの光路を遮断しないため、（Ｓ１，Ｓ２）＝（オン，オン）の状態となり、制御手段６がこの状態を認識する。この場合においてポンプ４を稼働させておくと、排液タンク本体３の内部の排液３ａが空になってポンプ４が故障するおそれがあるため、制御手段６は、ポンプ４に対してポンプ４を停止させるための信号を発信する。この信号を受信したポンプ４では、排液調整手段４０への送液を停止するため、その後は排液タンク本体３の内部の排液３ａの液量が減少することはない。
【００３０】
加工装置２０から排液が流入することにより液位が増すと、図４に示すように、浮子１４が上昇する。回転シャフト部１０は上下動しないため、浮子１４は、アーム１３の回動を伴って図における水平方向の移動を伴って上昇する。したがって、これに伴い遮蔽板８も回転シャフト部１０との連結部分を中心として回動する。そして、かかる回動により、やがて、第１光センサ７ａのみが遮蔽板８によってその光路を遮られてオフ状態となり、（Ｓ１，Ｓ２）＝（オフ，オン）の状態に変化する。
【００３１】
このようにして（Ｓ１，Ｓ２）＝（オフ，オン）の状態になった時に直ちにポンプ４の稼働を開始してもよいが、加工装置２から排液の流入量は一定ではないため、その直後に流入量が減り、液位が下がって（Ｓ１，Ｓ２）＝（オン，オン）となると、再びポンプ４の稼働を停止しなければならない。すなわち、液位の変化の状態によっては、何度もポンプの作動と停止とが繰り返される可能性もある。そこで、制御手段６は、状態が変化する前の状態、すなわちこの場合は（Ｓ１，Ｓ２）＝（オン，オン）をメモリに記憶しておき、変化する１つ前の状態が（Ｓ１，Ｓ２）＝（オン，オン）であり、液位が上昇中である場合には、ポンプ４の稼働を停止したままにしておく。
【００３２】
図４に示した（Ｓ１，Ｓ２）＝（オフ，オン）の状態から更に液位が上昇していくと、図５に示すように、遮蔽板８によって第１光センサ７ａ及び第２光センサ７ｂの光路が共に遮られ、（Ｓ１，Ｓ２）＝（オフ，オフ）となる。そして、制御手段６がその状態を認識すると、ポンプ４に対して稼働を開始させるための信号を発信し、ポンプの稼働を開始させて排液処理装置４０への送液を開始させる。
【００３３】
（Ｓ１，Ｓ２）＝（オフ，オフ）の状態から排液タンク本体３の内部の排液の液位が下降し、図４に示した（Ｓ１，Ｓ２）＝（オフ，オン）に変化すると、その時点でポンプ４の稼働を停止してもよいが、その後の流入量が増加しこの状態から液位が上昇して（Ｓ１，Ｓ２）＝（オフ，オフ）となると、再びポンプ４の稼働を開始しなければならない。また、更に液位が下降しても直ちにポンプ４が故障するわけではないため、変化前の状態が（Ｓ１，Ｓ２）＝（オフ，オフ）であれば、ポンプ４を停止させずに稼働を続行させる。なお、変化前の状態が（Ｓ１，Ｓ２）＝（オン，オン）であれば、上述のように、ポンプを稼働させないままにしておく。
【００３４】
更に液位が下降し、（Ｓ１，Ｓ２）＝（オフ，オフ）となると、制御手段６は、ポンプ４が故障するおそれがあると判断し、ポンプ４に対してポンプ４を停止させるための信号を発信し、排液処理装置への送液を停止させる。この状態から液位が上昇した場合には、前記と同様の制御を行う。
【００３５】
上記の例では、光センサが２つあるために、（Ｓ１，Ｓ２）＝（オフ，オン）である場合に、液位が上昇中である場合と下降中である場合とで異なる制御をすることが可能となっている。
【００３６】
なお、第２光センサ７ｂの時計回り方向の延長上に、排液のオーバーフロー防止のための第３光センサを配設してもよい。この場合、制御部６は、第３光センサがオフになった時に、液量が増えすぎてオーバーフローを起こすおそれがある旨の警告を発するようにすればよい。
【００３７】
（２）第２の例
図６〜８に示す例は、ポンプ４が空運転可能なタイプである場合の例である。図６に示すように、この例では、図３〜５に示した第１の例よりも第１光センサ７ａと第２光センサ７ｂとの距離を離して配設しており、第１の例とは違った制御が可能となる。なお、第２の例では、制御手段６にタイマーを備えている。第１光センサ７ａと第２光センサ７ｂとの距離及びタイマーの有無以外については、第１の例と同様である。
【００３８】
例えば、基本的にポンプ４を常時稼働させておくことを前提とする場合は、図６に示すように、浮子１４が最も低い位置にあるときから液位が上昇して（Ｓ１，Ｓ２）＝（オフ，オン）となっていれば、制御手段６は、ポンプ４を稼働させる信号を発信し、ポンプ４を稼働させておく。
【００３９】
一方、図７に示すように、液位が下降して（Ｓ１，Ｓ２）＝（オン，オン）となった場合も、制御手段６は、ポンプ４に対して稼働を停止するための信号を直ちに発信することはせず、制御手段６に備えたタイマーを作動させ、タイマーに所定時間をセットし、当該所定時間が経過するまではポンプを稼働させたままにしておく。
【００４０】
タイマーに記憶させた所定時間が経過すると、制御手段６は、第１光センサ７ａ及び第２光センサ７ｂの状態を認識する。そして、その時に（Ｓ１，Ｓ２）＝（オン，オン）であった場合は、ポンプ４を停止させるための信号を発信してポンプ４の稼働を停止する。こうして、ポンプ４が空運転可能なタイプであっても、液位が下降したときには稼働を停止させることで、経済的になる。なお、所定時間経過時に（Ｓ１，Ｓ２）＝（オン，オン）でない場合は、ポンプ４の稼働を続行させる。
【００４１】
図８に示すように、（Ｓ１，Ｓ２）＝（オフ，オフ）となった場合は、液位が上昇しすぎているためにオーバーフローを起こすおそれがあると判断し、警告音を鳴らす等して報知する。このように、光センサが２つの場合でも、光センサの配設位置及び制御方法によっては、オーバーフローのおそれを検知することができる。
【００４２】
（３）第３の例
図９に示すように、遮光板８ａに貫通孔８１を設け、貫通孔８１が光センサの光路に位置付けされるように構成してもよい。図９の例では、第１光センサ７ａ、第２光センサ７ｂ及び第３光センサ７ｃの３つが配設され、遮蔽板８には円弧に沿ったスリット状の貫通孔８１が形成されている。
【００４３】
第３の例では、排液の液位が低く浮子１４が最も低い位置にある場合に、第１光センサ７ａ、第２光センサ７ｂ及び第３光センサ７ｃの光路に貫通孔８１が位置付けされることにより、すべての光センサがオン状態となるように構成されている。すなわち、第１光センサ７ａ、第２光センサ７ｂ及び第３光センサ７ｃの状態を（Ｓ１,Ｓ２，Ｓ３）とすると、（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝（オン，オン，オン）となる。この状態では、例えば排液の量が少なすぎると判断して制御手段６がポンプ４の稼働を停止する。
【００４４】
液位が上昇して浮子１４が上昇すると、図１０に示すように、遮光版８ａが時計回りに回動し、貫通孔８１が第１光センサ７ａの光路から外れるため、第１光センサ７ａのみがオフ状態となり、（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝（オフ，オン，オン）となる。この状態では、制御手段６は、ポンプ４を稼働させるための信号を発信してもよいし、タイマーを作動させて所定時間経過後も同じ状態または液位が上昇した状態であればポンプを稼働させるようにしてもよい。また、この時点ではポンプ４を停止状態としておいてもよい。
【００４５】
液位が上昇し、図１１に示すように、貫通孔８１が第２光センサ７ｂの光路からも外れると、（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝（オフ，オフ，オン）となる。この場合は、変化前の状態が（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝（オフ，オン，オン）であった場合は、そのときにどのような制御をしたかによって制御方法を決定する。例えば、変化前においてポンプ４を作動させた場合はそのままの状態を維持し、タイマーを作動させた場合はポンプ４を稼働させるための信号を発信し、ポンプ４を停止させておいた場合はポンプ４の稼働を開始させる。
【００４６】
更に液位が上昇することにより、図１２に示すように、貫通孔８１が第３光センサ７ｃの光路からも外れると、（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝（オフ，オフ，オフ）となる。この場合は、液位が上昇しすぎているためにオーバーフローを起こすおそれがあると判断し、警告音を鳴らす等して報知する。
【００４７】
なお、遮蔽板８ａに形成される貫通孔は、形状がスリット状である必要はなく、また、複数形成されていてもよい。
【００４８】
上記第１〜３の例で説明したように、光センサの数及び配設位置は、目的とする制御を行うことができるように任意に設定すればよく、光センサの数及び配設位置に応じて遮蔽板の形状や移動の範囲を設定することができる。また、液位がどのような状態にあるときに光センサをオフ状態またはオン状態にするかも自由である。
【００４９】
遮蔽板８（８ａ）に固定された回転シャフト部１０から垂下した延伸部１２の下端に浮子１４を配設し、排液の液面から離れた高い位置に１または複数の光センサ及び遮蔽板を配設すると、光センサ及び遮蔽板に排液が付着することがないため、排液に異物が混入していたり、排液が自体が粘性を有していたりする場合でも、液位検出手段５が誤動作するおそれがない。また、光センサの状態に応じて制御手段６がポンプの稼働を制御することができるため、ポンプを経済的に稼働させることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１：排液処理装置
２０：加工装置
３：排液タンク本体
４：ポンプ  ４０：排液調整手段
５：液位検出手段
６：制御手段
７、７ａ、７ｂ、７ｃ：光センサ  ７０：発光手段  ７１：受光手段
８：遮光板
９：遮光板駆動手段
１０：回転シャフト部
１１：保持部材
１２：延伸部
１３：アーム
１４：浮子
１５：信号線
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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