(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削加工機から切削油を含むクーラントとともに排出される切削屑を堆積し、堆積された切削屑を圧搾した後、該圧搾切削屑集合体の細隙に切削油を含むクーラントを供給して切削油を切削屑表面に付着させ、クーラントを濾過することを特徴とする切削油及び切削屑を含むクーラントの濾過方法。
【請求項２】
堆積された切削屑は体積がほぼ３分の１に圧搾される請求項１記載の切削油及び切削屑を含むクーラントの濾過方法。
【請求項３】
切削加工機から排出される切削油及び切削屑を含むクーラントから切削屑を分離して堆積する堆積室と、
上記堆積室内に収容された切削屑を圧搾して圧搾屑体とする圧搾機構と、
圧搾屑体を圧搾された位置から濾過位置へ送る送り機構と、
送り機構により送られた圧搾屑体を収容し、前記堆積室を経て供給される切削油を含むクーラントを前記圧搾屑体に供給して、切削油を切削屑表面に付着させ、クーラントを濾過する濾過室と
を備えたことを特徴とする切削油及び切削屑を含むクーラントの濾過装置。
【請求項４】
前記濾過室は圧搾屑体を移動するメッシュ状のコンベアベルトを備えている請求項３記載の切削油及び切削屑を含むクーラントの濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は切削加工機から排出される切削油及び切削屑を含むクーラントの濾過方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、金属部品を機械的に切削加工する際には、切削刃と部品との接触部が高熱になるので、切削刃及び部品を保護し、かつ切削作業を円滑に行うため、切削刃及び部品の冷却と切削部の潤滑が行われる。このため切削（潤滑）油を混合したクーラントを部品の切削部に供給する装置が使用されている。供給されたクーラントは部品から排出される切削屑とともにフィルター（金網）を備えた濾過装置に送られ、該フィルターにより切削屑が回収され、切削油を含んだクーラントは貯留槽に回収される。クーラントは再使用が可能であるが、クーラントに含まれる使用済の切削油は該クーラントにより油としての機能が低下するので、再使用されることはない。従って、貯留槽内でクーラントの上面に浮上した切削油は、吸い取り装置により吸い取られて廃棄され、クーラントが再び切削部に供給される直前に新たに切削油がクーラントに混合される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記濾過装置のフィルターは切削屑により目詰まりを起こすので、濾過能力が経時的に変化し、安定した濾過機能を期待することができないばかりか、古くなれば交換する必要があるので、作業コストを低減することができないという問題がある。
【０００４】
又、クーラントの上面に浮上した使用済の切削油を吸い取る専用の装置も必要となり、部品点数が増えて、装置の製造コストを低減できないという問題がある。
【０００５】
さらに、前記フィルター上に堆積した切削屑は、所定体積になると手作業により除去されるが、この除去作業は面倒で作業能率を低下し、又、フィルターから取り出した嵩張る切削屑を一時的に貯留するため大きなスペースが必要であるという問題もある。
【０００６】
この発明の目的は上記従来の技術に存する問題点を解消して、濾過能力を常に安定して保持することができるとともに、作業コストを低減することができ、部品点数を低減して製造コストを軽減することができ、さらに作業能率を向上することができる切削油及び切削屑を含むクーラントの濾過方法及びその装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記目的を達成するため、切削加工機から切削油を含むクーラントとともに排出される切削屑を堆積し、堆積された切削屑を圧搾した後、該圧搾屑体の細隙に切削油を含むクーラントを供給して切削油を切削屑表面に付着させ、クーラントを濾過するという手段をとっている。
【０００８】
請求項１記載の発明では、圧搾屑体の細隙をクーラントが透過する間に、それに含まれる切削油が細かい目に圧搾された無数の切削屑の広い表面に効率的に付着して除去され、切削油を含まないクーラントが回収されて再使用される。
【０００９】
請求項２記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１記載の発明において、堆積された切削屑の体積をほぼ３分の１に圧搾するという手段をとっている。
【００１０】
請求項２記載の発明では、圧搾屑体の細隙のクーラントの透過が円滑に行われ、かつ、切削屑表面への切削油の付着効率が促進される。
請求項３記載の発明は、上記目的を達成するため、切削加工機から排出される切削油及び切削屑を含むクーラントから切削屑を分離して堆積する堆積室と、上記堆積室内に収容された切削屑を圧搾して圧搾屑体とする圧搾機構と、圧搾屑体を圧搾された位置から濾過位置へ送る送り機構と、送り機構により送られた圧搾屑体を収容し、前記堆積室を経て供給される切削油を含むクーラントを前記圧搾屑体に供給して、切削油を切削屑表面に付着させ、クーラントを濾過する濾過室とを備えている。
【００１１】
請求項３記載の発明では、堆積室に切削屑が所定量堆積されると、圧搾機構により圧搾されて、体積が減少し、切削屑相互が細かく絡み合って多孔質マット状になる。この圧搾屑体は送り機構により濾過室へ送られ、この圧搾屑体の細隙に堆積室側から供給される切削油を含んだクーラントが進入し、切削油は圧搾屑体の細隙を通る間に広い切削屑表面に付着して除去され、クーラントのみが細隙を透過して濾過室から外部に排出される。
【００１２】
請求項４記載の発明では、前記濾過室は圧搾屑体を移動するメッシュ状のコンベアベルトを備えている。
請求項４記載の発明では、圧搾屑体がコンベアベルトにより移動されるので、各圧搾屑体が形崩れすることなく移送される。又、圧搾屑体から排出された油はベルトの隙間から下方に落下される。
【００１３】
【実施形態】
（第１実施形態）
以下、この発明の切削油及び切削屑を含むクーラントの濾過装置の第１実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１４】
図１に示すように、テーブル１１の上方には切削屑１２を堆積する横円筒状をなす堆積室１３１を備えた堆積筒１３が配置され、該堆積筒１３の上部には開口部１３２が形成され、該開口部１３２には切削屑及び切削油を含んだクーラントの補集用ホッパー１４が装着されている。
【００１５】
前記堆積筒１３の右端部には切削屑１２を圧搾する機構１５が装着されている。この圧搾機構１５は上下の水平板１６，１７と、両板１６，１７の左右両端部に図示しないボルトにより固定した第１及び第２の垂直板１８，１９とからなる四角形状の取付枠２０を備えている。第１垂直板１８には円形の取付孔１８１が形成され、該孔には前記堆積筒１３の右端外周部が嵌合され、溶接により固定されている。前記第２垂直板１９の右側面には油圧シリンダ２１が左向きに固定され、その往復動ロッド２２の左端部には前記堆積筒１３内に嵌入されて堆積された前記切削屑１２を圧搾するピストン２３が連結されている。該ピストン２３の外周に形成した溝にはシールリング２４が巻着されている。
【００１６】
前記堆積筒１３の左端部には、クーラントに含まれる切削油を分離する濾過作業時に堆積筒１３の左端開口部１３３を開放するとともに、前記圧搾機構１５による切削屑１２の圧搾作業時に前記開口部１３３を閉鎖する遮蔽機構２５が設けられている。この遮蔽機構２５は圧搾された多孔質マット状の切削屑集合体１２１（以下、単に圧搾屑体１２１という）を収容し、該圧搾屑体１２１をフィルターとして利用してクーラントと切削油の分離を行う濾過室２６１を有する濾過筒２６を前記堆積筒１３に直列に連結する機構を兼用している。
【００１７】
上記遮蔽機構２５について説明すると、図３に示すように前記堆積筒１３及び濾過筒２６の上部には一対の連結板２７，２８が、下部には一対の連結板２９，３０が互いに平行にかつ水平方向にそれぞれ溶接固定されている。両連結板２７，２８の上部には厚肉部２７１，２８１が形成され、両連結板２９，３０の下部にも厚肉部２９１，３０１が形成され、互いに対向する厚肉部はボトル３１とナット３２により互い締付固定される。又、各連結板２７〜３０のそれぞれの薄肉部２７２，２８２，２９２，３０２は前記筒１３又は筒２６の端面と面一の関係にあり、従って、図１に示すように各連結板２７〜３０が締付固定された状態では、両筒１３，２６が所定の間隙をおいて直列に連結される。前記上部の連結板２７，２８の薄肉部２７２，２８２の間には上記間隙と同一幅のガイド溝３３１が水平方向に形成され、同様に前記下部の連結板２９，３０の薄肉部２９２，３０２の間にも上記間隙と同一幅のガイド溝３３２が水平方向に形成されている。両ガイド溝３３１，３３２には横長四角形状の遮蔽板３４の上端縁及び下端縁が水平方向の往復動可能に挿入されている。
【００１８】
上記遮蔽板３４には前記堆積筒１３の開口部１３３と同径の開口部３４１が形成され、この開口部３４１を通してクーラント及び圧搾屑体１２１が濾過筒２６側に移動可能である。前記遮蔽板３４の一端部には把手３５が設けられていて、手動により遮蔽板３４を開口部３４１が堆積筒１３の開口部１３３と対応する開口位置と、開口部３４１が図２に鎖線で示すように退避して開口部１３３を遮蔽する遮蔽位置との間で位置切り換え可能である。
【００１９】
前記濾過筒２６の先端部にはフランジ金具３６が溶接固定され、該金具３６には圧搾屑体１２１を外部へ排出するための傾斜筒３７に溶接固定したフランジ金具３８がボルトとナットにより締付固定されている。
【００２０】
前記濾過筒２６には小孔２６１が多数個所に形成され、切削油を濾過されたクーラントが該筒２６から外部に排出されるようにしている。この濾過筒２６の下方には排出されたクーラントを補集して貯留槽４０に導く漏斗３９が配設されている。前記貯留槽４０にはポンプ４１の吸い込み側ホース４２が接続され、吐出側ホース４３の先端部は切削加工機４４の被加工物４５及び切削刃４６にクーラントを供給可能である。なお、前記吐出側ホース４３には新たに切削油を供給する装置（図示略）が設けられている。
【００２１】
次に、前記のように構成した濾過装置について、その作用を説明する。
図１は遮蔽板３４が開口位置に保持され、濾過筒２６内に複数個の圧搾屑体１２１が横方向に積層状に収容され、堆積室１３１には切削屑１２が中間高さまで堆積され状態を示す。この状態において、切削加工機４４による被加工物４５の切削作業が行われ、ノズル４７から切削油及び切削屑を含んだクーラントがホッパー１４内に供給されると、切削屑１２は堆積筒１３内に徐々に堆積され、切削油を含んだクーラントは、堆積室１３１から圧搾屑体１２１側に流れる。この圧搾屑体１２１は濾過室２６１内において濾過材として機能する。即ち、圧搾屑体１２１は、空腔率（全体積に対する空腔の占める割合）が小さく、従って、この圧搾屑体１２１の細隙をクーラントが流れる際、クーラント自身の流速は無数の切削屑１２の絡み合った細隙を通るので適正速度となり、かつ、クーラントに含まれる切削油は単位体積当たりの切削屑１２の表面積の占める割合、つまり表面積率が大きいので、切削油は効率良く無数の切削屑１２の表面に付着して除去される。
【００２２】
切削加工機４４の作業が所定時間進行して、前記堆積室１３１内に所定量の切削屑１２が堆積されると、作業者により遮蔽板３４が図２に実線で示す開口位置から同図に鎖線で示す遮蔽位置へ切り換えられる。又、切削加工機４４の作業を一時的に中止してホッパー１４内へのクーラント等の供給を停止し、この状態で圧搾機構１５のシリンダ２１を作動させる。すると、そのロッド２２が前進されて圧搾ピストン２３が図１において左方に移動され、堆積室１３１内の切削屑１２の体積が図４に示すように例えば３分の１程度に圧搾される。この圧搾作業が終了したら、遮蔽板３４を遮蔽位置から開口位置へ移動させ、再び前記シリンダ２１のロッド２２を前進させてピストン２３を前進させ、新しい圧搾屑体１２１を濾過室２６１へ送る。このとき既に濾過室２６１にあった圧搾屑体１２１も前方に送られる。
【００２３】
この第１実施形態では前記圧搾機構１５は堆積室１３１内の圧搾屑体１２１を濾過筒２６内へ送るための送り機構４８を兼用している。
前記送り動作が終了すると、シリンダ２１のロッドが後退されて、ピストン２３が堆積室１３１の右端部原位置に復帰され、堆積室１３１への切削加工機４４からの切削油及び切削屑を含んだクーラントの供給が再開される。そして、堆積室１３１内にて切削屑１２とクーラントとの分離が行われた後、濾過室２６１内でクーラントに含まれる切削油の濾過が前述したように行われる。
【００２４】
さて、前記第１実施形態では、堆積された切削屑１２を圧搾して体積を減少し、この圧搾屑体１２１を濾過室２６１へ移動して、該圧搾屑体１２１の細隙に切削油を含んだクーラントを供給し、切削油を無数の切削屑１２の広い面積の表面に付着して除去し、クーラントを濾過室２６１の外部へ排出するようにしたので、次のような効果がある。
【００２５】
（１）クーラントの濾過を常に安定して行うことができる。
（２）金網等の濾過フィルターを使用してそれを交換したり、切削油の吸い取り装置を貯留槽４０に装設したりする必要がなく、濾過作業のコストを低減することができ、部品点数を低減して濾過装置のコストを低減することができる。
【００２６】
（３）切削屑１２の手作業による除去作業を不要にして作業能率を向上することができる。
（４）圧搾屑体１２１の体積が非圧搾状態の切削屑１２と比較して小さいので、保管用のスペースを小さくすることができる。
【００２７】
（５）圧搾屑体１２１の圧搾率をほぼ３分の１にした場合には、表面積率を適正にして切削油の切削屑１２への付着を効率的に行い、濾過作業を円滑かつ確実に行うことができる。
【００２８】
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を図４〜図５に基づいて説明する。
この第２実施形態及びそれ以降の実施形態において、第１実施形態と同様の機能を有する部材については、同一の符号を付して構成の説明を省略し、異なる構成について説明する。
【００２９】
この第２実施形態では、切削屑１２を圧搾する圧搾機構１５が下向きに装設されている。又、圧搾された圧搾屑体１２１を濾過筒２６側へ送る専用の送り機構４８を水平方向に配設している。
【００３０】
ここで、前記圧搾機構１５を図６を中心に説明すると、水平支持板５１の左右両側上面には左右一対の垂直板５２，５３の下端部がボルトあるいは溶接等により固定され、両板５２，５３の上端部には上部支持板５４がボルト５５により水平に締付固定されている。該支持板５４の上面には、複数のスペーサ５６を介して前記シリンダ２１のフランジ２１１が水平に支持され、ボルト５７及びナット５８により支持板５４に締付固定されている。前記シリンダ２１のロッド２２の下端部には逆Ｕ字状の連結金具５９が固定され、該金具５９には可動圧搾金具６０が連結ピン６１により水平軸線の回りで回動可能に連結されている。この可動圧搾金具６０の下面の圧搾面６０１は偏平Ｖ字状に形成され、前記水平支持板５１に固定した固定圧搾金具６２の圧搾面６２１も同様に偏平Ｖ字状に形成されている。
【００３１】
この第２実施形態においては、図５に示すように、可動圧搾金具６０が上昇して退避位置にある状態で、ホッパー１４から堆積室１３１内にクーラント等が供給されると、切削油を含んだクーラントは濾過室２６１内の底部に既に収容された複数の圧搾屑体１２１に流れ、切削油は該圧搾屑体１２１の無数の切削屑１２の広い表面に付着して回収され、クーラントは該圧搾屑体１２１の細隙を透過して小孔２６２から外部に排出される。
【００３２】
堆積室１３１内に切削屑１２が堆積されて所定高さになると、図６においてシリンダ２１が作動されて、可動圧搾金具６０が下降され、固定圧搾金具６２と可動圧搾金具６０との間の堆積切削屑１２が図７に示すように偏平Ｖ字状に圧搾される。この圧搾動作が終了して可動圧搾金具６０が退避位置へ移動されると、図５において送り機構４８のシリンダ６３のロッド６４により送り部材６５が左方に移動され、圧搾屑体１２１が濾過室２６１内へ送り出される。
【００３３】
この第２実施形態においては、圧搾屑体１２１が偏平Ｖ字状になっていて、その上面と濾過室２６１の内頂面との間にクーラントの流れる通路が形成されているので、多量のクーラントが供給される場合に、そのクーラントを圧搾屑体１２１に効率良く供給でき、濾過作業を円滑に行うことができる。その他の構成、作用及び効果は前記第１実施形態と同様である。
（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態を図８により説明する。
【００３４】
この実施形態ではホッパー１４の下部に堆積室１３１を有する堆積筒１３を一体に形成するとともに、シリンダ７１により水平方向の位置切り換え可能に遮蔽板３４が装設されている。又、この遮蔽板３４の上方にはシリンダ２１のロッド２２により昇降動作される圧搾ピストン２３が装着されている。さらに、前記遮蔽板３４の下方には左右一対のベルトコンベア７２，７３が上下方向に互いに平行に装設されていて、各コンベアに設けた支持片７４により圧搾屑体１２１を受け取って下方へ間欠的に送る機構４８を構成している。この送り機構４８の下方には圧搾屑体１２１を積層状態で貯留するケース７５が配設されている。
【００３５】
従って、この第３実施形態では、遮蔽板３４が作動位置に保持され、圧搾ピストン２３が退避位置に保持された状態で堆積室１３１の切削屑１２が所定高さまで堆積されると、シリンダ２１が作動されてピストン２３が下降され、切削屑１２が圧搾される。その後、ピストン２３は退避位置に戻されるとともに、シリンダ７１により遮蔽板３４が退避位置に移動されて、圧搾屑体１２１がベルトコンベア７２，７３の支持片７４に受け渡される。この受け渡し動作を完了した後、遮蔽板３４がシリンダ７１により作動位置に復帰され、切削屑１２の堆積及びクーラントの下方への落出が該板３４に形成した多数の小孔３４２を通して行われ、ベルトコンベア上の圧搾屑体１２１による切削油の濾過作業が行われる。
【００３６】
この第３実施形態においては、ベルトコンベア７２，７３上に所定間隔をおいて支持された複数の圧搾屑体１２１に対するクーラントの供給が均一に行われるので、圧搾屑体１２１による切削油の除去が効率的に行われる。その他の構成、作用及び効果は前記第１実施形態と同様である。
【００３７】
なお、この発明は前記実施例に限定されるものではなく、次のように具体化することもできる。
（１）図９に示すように、前記第２実施形態の濾過装置において、濾過筒２６の下部に駆動ローラ６７，６８に巻掛されたメッシュ状のコンベアベルト６９を配設し、送り機構４８により送られた圧搾屑体１２１が送り部材６５により濾過筒６２内に送られて来た場合に、ベルト６９を作動させて、圧搾屑体１２１を濾過筒２６の先端開口部へ導くこと。前記ベルト６９の駆動力は、シリンダ６３のロッド６４の運動をラックとピニオンで同調して得たり、別の電動機を使用してシリンダ６３の動作に同調運転させたりすればよい。
【００３８】
この実施形態の場合には、圧搾屑体１２１から排出される油がベルト６９の隙間を通して漏斗３９へ導かれる。横方向に連続して送り出される各圧搾屑体１２１は横方向に送り部材６５の押圧力を受けないので、圧搾屑体１２１が形崩れしない。
【００３９】
（２）図１０に示すように、堆積筒１３に対し所定角度下方に傾斜した後、水平方向に指向する湾曲した圧搾室８１１を有する圧搾筒８１を接続し、該圧搾筒８１に対し横円筒状の濾過筒２６を接続し、該濾過筒２６には所定角度で斜め上方に傾斜する傾斜筒３７を接続すること。
【００４０】
この実施形態の場合には圧搾ピストン２３により圧搾動作が行われると、特に圧搾筒８１内での切削屑１２の押し出し抵抗が大きく、堆積筒１３内に堆積している切削屑１２は圧搾筒８１内で圧搾されて、濾過筒２６内へ送られる。濾過筒２６内ではクーラントに含まれる切削油が切削屑１２の表面に付着されて回収され、クーラントは小孔２６２から外部に排出される。
【００４１】
この実施形態では前述した遮蔽機構２５を省略して構造を簡素化し、製造コストを低減することができる。又、小孔２６２が濾過筒２６の上部のみに設けられているので、圧搾屑体１２１の細隙にクーラントを確実に透過させ、濾過効率を向上することができる。
【００４２】
（３）前記遮蔽板３４を図示しないシリンダにより往復動すること。又、このシリンダを圧搾機構の圧搾動作に関連して自動的に作動すること。
上記実施例から把握できる請求項以外の技術思想について、以下にその効果とともに記載する。
【００４３】
（Ａ）請求項３において、堆積室を形成する堆積筒は横円筒状に形成され、該筒には送り機構を兼用する圧搾ピストンが往復動可能に収容され、該筒の先端部には濾過室を形成する濾過筒が直列に連結され、両筒の連結部には切削屑の圧搾動作時に堆積筒の開口部を遮蔽し、それ以外には開放する開口部を有する遮蔽板が介装されている切削油及び切削屑を含むクーラントの濾過装置。
【００４４】
この濾過装置の場合には前述した作用効果に加えて、堆積筒及び濾過筒の加工、圧搾機構及び送り機構の構成を簡素化でき、製品のコストダウンを図ることができる。
【００４５】
（Ｂ）請求項３において、圧搾機構は筒状のパイプを湾曲して形成された圧搾筒により構成され、該筒には濾過筒が直接に連結されている切削油及び切削屑を含むクーラントの濾過装置。
【００４６】
この濾過装置の場合には前述した作用効果に加えて、圧搾機構及び送り機構の構成を簡素化でき、製品のコストダウンを図ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明は特許請求の範囲の欄に記載した構成をとったことにより次のような効果がある。
【００４８】
請求項１記載の発明は、濾過能力を常に安定して保持することができるとともに、作業能率を向上することができる効果がある。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、クーラントと切削油の濾過効率をさらに向上することができる効果がある。
【００４９】
請求項３記載の発明は、濾過能力を常に安定して保持することができるとともに、作業コストを低減することができ、部品点数を低減して製造コストを軽減することができ、作業能率を向上することができる効果がある。
【００５０】
請求項４記載の発明では、圧搾屑体がコンベアベルトにより移動されるので、各圧搾屑体を形崩れすることなく移送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明を具体化した第１実施形態の縦断面図。
【図２】  第１実施形態の遮蔽機構の断面図。
【図３】  第１実施形態の遮蔽機構の分解斜視図。
【図４】  第１実施形態の切削屑の圧搾状態を示す縦断面図。
【図５】  この発明の第２実施形態の縦断面図。
【図６】  同じく圧搾機構の非圧搾状態の縦断面図。
【図７】  同じく圧搾機構の圧搾状態の縦断面図。
【図８】  この発明の第３実施形態の縦断面図。
【図９】  濾過筒の別の実施形態を示す断面図。
【図１０】  圧搾機構の別の実施形態を示す正面図。
【符号の説明】
１２…切削屑、１２１…圧搾屑体、１３…堆積筒、１３１…堆積室、１３２，１３３…開口部、１５…圧搾機構、２１…シリンダ、２３…圧搾ピストン、２５…遮蔽機構、２６…濾過筒、２６１…濾過室、２６２…小孔、３３１，３３２…案内溝、３４…遮蔽板、３４１…開口部。
【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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