(57)【要約】【課題】ランニングコストを削減し、簡単な構造で製造コストを低減し、優れた捕集効率を実現してメンテナンスを簡素化する。【解決手段】スラッジ分離装置は、移送ベルト１０を濾過シート２とするベルトコンベア１を備え、移送ベルト１０は濾過シート２の両側に駆動線材１２を連結して駆動線材１２を駆動輪１１で駆動して移送ベルト１０を移動し、ベルトコンベア１は、濾過シート２を駆動線材１２に弛緩状態に連結して切削研削液Ｌを蓄えて重力濾過する溜部１３と、スラッジケーキＳを溜部１３から排出する排出スロープ部１４と、スラッジケーキＳを除去する剥離部１５とを有し、溜部１３の液面レベルが所定の範囲に調整され、溜部１３が切削研削液Ｌを濾過し、スラッジケーキＳが排出スロープ部１４で溜部１３から排出され、剥離部１５で剥離する。【選択図】図１
2018008221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過シートをスラッジの移送ベルトとするベルトコンベアと、
前記ベルトコンベアを駆動するモータと、
前記モータの回転を制御する制御回路と、
前記移送ベルト上にスラッジを含む切削研削液を供給する供給機とを備え、
前記ベルトコンベアは、前記モータに回転されて前記移送ベルトを移動させる駆動輪を備え、
前記移送ベルトは、前記濾過シートの両側にループ状の駆動線材が連結され、
前記駆動線材は前記駆動輪に連結されて、前記駆動輪で前記移送ベルトが移動され、
前記ベルトコンベアは、前記濾過シートが前記駆動線材に弛緩状態に連結されて、前記供給機から供給される切削研削液を蓄えて重力濾過する溜部と、
前記溜部の排出側に設けられて、前記移送ベルトが移動方向に上り勾配に移動して、前記溜部で重力濾過されたスラッジケーキを前記溜部から排出する排出スロープ部と、
前記排出スロープ部の排出側に設けられて、前記移送ベルトの表面に付着するスラッジケーキを除去する剥離部とを有し、
前記溜部の液面レベルが、前記制御回路による前記モータの制御で前記移送ベルトの移動がコントロールされて所定の範囲に調整され、
前記溜部において、切削研削液が重力濾過されて前記濾過シートの表面に堆積されるスラッジケーキが、前記排出スロープ部でもって前記溜部から排出されて、前記濾過シートから分離されることを特徴とする切削研削液のスラッジ分離装置。
【請求項２】
請求項１に記載される切削研削液のスラッジ分離装置であって、
前記濾過シートの横幅が両側に配置してなる前記駆動線材の間隔よりも広く、かつ、前記濾過シートの長さが前記駆動線材よりも長くしてなることを特徴とする切削研削液のスラッジ分離装置。
【請求項３】
請求項１に記載される切削研削液のスラッジ分離装置であって、
前記駆動線材がチェーンで、前記駆動輪がスプロケットとしてなることを特徴とする切削研削液のスラッジ分離装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載される切削研削液のスラッジ分離装置であって、
前記濾過シートが、濾布の裏面に、濾布で濾過された切削研削液を透過させる補強シートを積層してなる多層シートである切削研削液のスラッジ分離装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載される切削研削液のスラッジ分離装置であって、
前記濾過シートの前記排出スロープ部の排出側に、前記スラッジケーキが前記濾過シートから自重で剥離して落下する剥離部を設けてなることを特徴とする切削研削液のスラッジ分離装置。
【請求項６】
濾過シートの上にスラッジを含有する切削研削液を供給し、前記濾過シートで切削研削液を濾過して含有するスラッジを分離する切削研削液のスラッジ分離方法において、
前記濾過シートに、無端ベルト状に連結してなる濾材を使用すると共に、前記濾過シートの両側に駆動線材を連結して、この駆動線材でもって前記濾過シートを弛緩状態で水平方向に移動して、上から供給される切削研削液の溜部を設け、この溜部で切削研削液を重力濾過して、前記濾過シートの表面にスラッジケーキを堆積し、
前記溜部で前記濾過シートの表面に堆積されたスラッジケーキを前記濾過シートを上り勾配に移動させる排出スロープ部で外部に排出し、前記排出スロープ部の排出側に設けてなる剥離部で前記濾過シートから剥離することを特徴とする切削研削液のスラッジ分離方法。
【請求項７】
請求項６に記載される切削研削液のスラッジ分離方法であって、
前記濾過シートの横幅を両側を連結してなる前記駆動線材の間隔よりも広く、
かつ、前記濾過シートの長さを前記駆動線材よりも長くして、前記濾過シートを弛緩状態で移動させることを特徴とする切削研削液のスラッジ分離方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載される切削研削液のスラッジ分離方法であって、
前記溜部において、前記濾過シートの表面に堆積するスラッジケーキの厚さを１．５ｍｍ以上として排出スロープ部から排出することを特徴とする切削研削液のスラッジ分離方法。
【請求項９】
請求項８に記載される切削研削液のスラッジ分離方法であって、
前記剥離部において、前記スラッジケーキを自重で落下させて前記濾過シート表面から剥離して分離することを特徴とする切削研削液のスラッジ分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削研削液に含まれるスラッジを分離する装置と方法に関し、特に超仕上研削工程で発生する超微細なスラッジをも効率よく分離できるスラッジ分離装置と分離方法に関する。
本明細書において「切削研削液」は、研削液と切削液の両方を含む意味に使用する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械である研削盤等の研削機等にクーラント液、研削油等の切削研削液を供給するクーラント装置では、切削研削液を循環させる際にスラッジが混入する。スラッジは、研削屑である切り粉や、砥石の砥粒等である。このような切削研削液に含まれるスラッジの内、大きなスラッジは、濾過して簡単に除去できるが、微細なスラッジの効率的な除去は容易ではない。
【０００３】
本発明者は、液体に含まれるスラッジを除去するために、磁気で誘導して排出する装置を開発した（特許文献１及び２参照）。この装置を図４に示す。この図に示すスラッジの分離装置は、液体が供給される分離槽９４と、分離槽９４内に配設されて、スラッジＳを表面に移動させる非磁性プレート９５と、非磁性プレート９５の表面に磁気的な吸引力でスラッジＳを吸引して排出方向に移動させる磁気コンベア９６を備える。非磁性プレート９５は、液体に含まれるスラッジＳを吸引する吸引部９５Ａと、吸引したスラッジＳを液体の外部に移送する傾斜部９５Ｂと、スラッジＳを非磁性プレート９５の先端から落下させる落下部９５Ｃとを備える。スラッジＳは、磁気コンベア９６で非磁性プレート９５の吸引部９５Ａ上面に吸引され、傾斜部９５Ｂから落下部９５Ｃに移送され、先端の落下部９５Ｃで非磁性プレート９５から分離される。
【０００４】
以上の分離装置は、磁気的な吸引力で吸引できる磁性材のスラッジを分離できるが、非磁性材のスラッジ、例えば真鍮やアルミニウムなどのスラッジを効率よく分離できない。非磁性材のスラッジを分離する装置として、使い捨てのペーパーフィルターを使用する分離装置が開発されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２８８０９７２号公報
【特許文献２】特許第３３１３３４３号公報
【特許文献３】特開２００１−３１４７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上の分離装置を図５と図６に示す。この分離装置は、ペーパーフィルター８１を３枚のディスク８２の下縁に沿わせて、ディスク８２とペーパーフィルター８１との間に切削研削液Ｌを重力濾過する溜部８３を設けている。溜部８３を形成するために、３枚のディスク８２は所定の間隔離して垂直姿勢に配置して、下縁に沿ってペーパーフィルター８１を密着させている。溜部８３は、供給される切削研削液Ｌの漏れを防止するために、ペーパーフィルター８１をディスク８２の外周縁に密着させている。溜部８３に供給される切削研削液Ｌは、ペーパーフィルター８１で濾過されてスラッジＳを除去する。濾過されたスラッジＳはペーパーフィルター８１の表面に付着する。ペーパーフィルター８１は、表面にスラッジＳが堆積すると単位時間の濾過量が低下する。濾過量が低下すると、溜部８３の液面レベルが上昇する。濾過量が低下して、溜部８３に定量の切削研削液Ｌを供給すると、液面レベルが上昇して切削研削液Ｌがオーバーフローするので、ディスク８２を回転して、溜部８３の底面に新しいペーパーフィルター８１を供給する。新しいペーパーフィルター８１は濾過量が多く、液面レベルを低下させる。したがって、ディスク８２は溜部８３の液面レベルを設定範囲とするように回転される。ペーパーフィルター８１の表面に堆積するスラッジＳは、スクレーパー８４で掻き取って除去される。濾過に使用されたペーパーフィルター８１は巻き取られて廃棄される。
【０００７】
さらに、以上の分離装置は、ペーパーフィルター８１をディスク８２の外周に密着させるために、各ディスク８２の下部外周に約半周にわたって添わせるエンドレスベルト８５を備えるフィルタ送り機構８６を設けている。ペーパーフィルター８１は、エンドレスベルト８５とディスク８２との間に挟まれて、エンドレスベルト８５で移動される。エンドレスベルト８５は、濾過された切削研削液Ｌを透過する通液性のベルトである。フィルタ送り機構８６は、エンドレスベルト８５を移動させて、ペーパーフィルター８１を移動させる。
【０００８】
以上の分離装置は、使い捨てのペーパーフィルターを使用するので、ランニングコストが高くなる欠点がある。また、以上の分離装置は、３枚のディスクの外周縁にペーパーフィルターを密着して、ディスクとペーパーフィルターとで溜部を形成するので、ペーパーフィルターとディスクとの間に隙間ができると、切削研削液が漏れて捕集効率が低下する。ペーパーフィルターは、フィルタ送り機構のエンドレスベルトでディスクの外周縁に密着されるので、ペーパーフィルターとエンドレスベルトのテンションを最適値にコントロールする必要があり、さらに、エンドレスベルトを介してペーパーフィルターをディスクの外周縁に密着させるために、エンドレスベルトを相当な圧力でディスクの外周縁に押し付ける必要があり、長期間にわたってペーパーフィルターを確実にディスクの表面に密着させて、切削研削液の漏れを阻止するのが極めて難しい欠点がある。また、ペーパーフィルターを通過して切削研削液が、エンドレスベルトを透過してタンクに蓄えられるので、一定の期間毎に、エンドレスベルトの汚れを除去する必要があって、メンテナンスに手間がかかる欠点がある。
【０００９】
本発明は、従来の以上の欠点を解消するためになされたものである。本発明の主な目的は、ランニングコストを著しく削減し、極めて簡単な構造で製造コストを低減し、さらに優れた捕集効率を実現しながらメンテナンスを著しく簡単にできる研削スラッジの分離装置と分離方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１０】
本発明の切削研削液のスラッジ分離装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。スラッジ分離装置は、濾過シート２をスラッジの移送ベルト１０とするベルトコンベア１と、ベルトコンベア１を駆動するモータ３と、モータ３の回転を制御する制御回路４と、移送ベルト１０上にスラッジを含む切削研削液Ｌを供給する供給機５とを備えている。ベルトコンベア１は、モータ３に回転されて移送ベルト１０を移動させる駆動輪１１を備え、移送ベルト１０は、濾過シート２の両側にループ状の駆動線材１２が連結され、駆動線材１２は駆動輪１１に連結されて、駆動輪１１で移送ベルト１０が移動される。ベルトコンベア１は、濾過シート２が駆動線材１２に弛緩状態に連結されて、供給機５から供給される切削研削液Ｌを蓄えて重力濾過する溜部１３と、溜部１３の排出側に設けられて、移送ベルト１０が移動方向に上り勾配に移動して、溜部１３で重力濾過されたスラッジケーキＳを溜部１３から排出する排出スロープ部１４と、排出スロープ部１４の排出側に設けられて、移送ベルト１０の表面に付着するスラッジケーキＳを除去する剥離部１５とを有している。分離装置は、溜部１３の液面レベルが、制御回路４によるモータ３の制御で移送ベルト１０の移動がコントロールされて所定の範囲に調整され、溜部１３において、切削研削液Ｌが重力濾過されて濾過シート２の表面に堆積されるスラッジケーキＳが、排出スロープ部１４でもって溜部１３から排出されて、濾過シート２から分離される。
【００１１】
以上のスラッジ分離装置は、ランニングコストを削減し、極めて簡単な構造によって製造コストをも低コストとし、さらにメンテナンスを簡単にしてメンテナンスコストをも低減して全体のトータルコストを著しく低減しながら、優れた捕集効率で切削研削液を清澄な状態に復元できる特徴がある。
【００１２】
ランニングコストを削減できるのは、使い捨てのペーパーフィルターを使用することなく、無端ベルト状の濾過シートを長期間に渡って使用できるからである。とくに、以上のスラッジ分離装置は、濾過シートを弛緩状態で駆動線材に連結して溜部を設け、溜部で切削研削液を重力濾過してスラッジケーキを除去するので、濾過状態で濾過シートに無理な力が作用せず、また濾過シートから簡単にスラッジケーキを除去して、除去するときにも濾過シートに無理な力が作用しないからである。
【００１３】
極めて簡単な構造として製造コストを安くできるのは、ディスクに濾過シートを隙間なく密着する複雑な構造を必要とせず、濾過シートを弛緩状態に駆動線材に連結することで、液漏れしない切削研削液の溜部を形成し、溜部で効率よく切削研削液からスラッジを濾過して分離できるからである。
【００１４】
さらに、メンテナンスを簡単にしてメンテナンスコストをも低減できるのは、従来の分離装置のようにエンドレスベルトをメンテナンスする必要がなく、また濾過シートからは理想的な状態でスラッジケーキを分離して、濾過シートを繰り返し使用して効率よく切削研削液を濾過できるからである。
【００１５】
また、優れた捕集効率で切削研削液を清澄な状態に復元できるのは、濾過シートを弛緩状態として形成する溜部で液漏れしない状態で切削研削液を重力濾過し、さらに、溜部で重力濾過して分離されるスラッジを濾過シートの表面にスラッジケーキとして堆積し、堆積されるスラッジケーキを濾材に使用してさらに微細なスラッジを除去するからである。
【００１６】
以上のスラッジ分離装置が以上の優れた特徴を実現するのは、ペーパーフィルターに代わって無端ベルト状の濾過シートを使用し、この濾過シートの両側をループ状の駆動線材に弛緩状態に連結して供給される切削研削液を蓄える溜部を形成し、溜部の液面レベルを所定の範囲に調整して、溜部で切削研削液を重力濾過して表面にスラッジケーキを堆積し、このスラッジケーキを排出スロープ部で排出して、濾過シートから分離する独得の構成で、実現するからである。
【００１７】
とくに、以上のスラッジ分離装置は、無端ベルト状の濾過シートを弛緩状態で駆動線材に連結することで切削研削液を蓄えて濾過する溜部を形成し、この溜部で切削研削液のスラッジを重力濾過してスラッジケーキを堆積し、堆積するスラッジケーキを排出スロープ部で溜部から排出して分離することを特徴とするものである。溜部に蓄えられた切削研削液は、濾過シートの表面にスラッジケーキを堆積させる。堆積したスラッジケーキは濾過シートの表面で濾材を形成し、この濾過材はさらに微細なスラッジを濾過して堆積させる。濾過シートの表面に堆積するスラッジケーキは、濾過シートよりも微細なスラッジを濾過して分離する。スラッジを堆積して次第に厚くなるスラッジケーキは、切削研削液の単位時間の透過量を次第に減少させる。スラッジケーキの透過量が少なくなると、溜部の液面レベルが上昇する。溜部の液面レベルが上昇しすぎるとオーバーフローして溢れるので、濾過シートを移動して、堆積したスラッジケーキの一部を溜部から排出する。濾過シートの一部が移動されてスラッジケーキの一部が排出されると、反対側からスラッジケーキの除去された濾過シートが溜部の底部に移動される。スラッジケーキの除去された濾過シートは、切削研削液の透過量が多く、溜部の液面レベルが上昇することはない。言い換えると、溜部に移動する濾過シートをコントロールして、溜部の液面レベルは設定範囲にコントロールされる。溜部に移動されたスラッジケーキの除去された濾過シートは、表面にスラッジケーキが堆積されず、切削研削液の透過率は高くなるが、切削研削液を濾過して表面にスラッジケーキが堆積され、堆積されたスラッジケーキが微細なスラッジを濾過し堆積する。溜部に移動された直後の濾過シートは、スラッジケーキを濾材として濾過せず、微細なスラッジを一時的に通過させる。ただ、溜部に供給された濾過シートは、短時間で表面にスラッジケーキが堆積されて、微細なスラッジも濾過して除去される。このことから、本発明者の実験において、網目を１５０μｍとする濾過シートを使用して、切削研削液のスラッジの捕集効率は約９８％となる。
【００１８】
本発明のスラッジ分離装置は、濾過シート２の横幅を両側に配置してなる駆動線材１２の間隔よりも広くし、かつ、濾過シート２の長さを駆動線材１２よりも長くすることができる。
以上のスラッジ分離装置は、溜部を設けるために特別な構造を必要とせず、極めて簡単な構造で濾過シートで溜部を設けることができる特徴がある。とくに、濾過シートの長さを駆動線材よりも長くして溜部を設けるので、駆動線材を垂直方向に移動して溜部を設けることができる特徴も実現する。
【００１９】
本発明のスラッジ分離装置は、駆動線材１２をチェーン１２Ａとし、駆動輪１１をスプロケット１１Ａとすることができる。
以上のスラッジ分離装置は、駆動線材を安定して正確に移動して、濾過シートの移動を正確にコントロールして、溜部の液面レベルを高い精度で設定範囲に制御できる特徴がある。
【００２０】
本発明のスラッジ分離装置は、濾過シート２を、濾布の裏面に、濾布で濾過された切削研削液Ｌを透過させる補強シートを積層してなる多層シートとすることができる。
以上のスラッジ分離装置は、濾過シートの耐久性をさらに向上して、濾過シートの寿命を長く、ランニングコストをさらに安くできる特徴がある。
【００２１】
本発明のスラッジ分離装置は、濾過シート２の排出スロープ部１４の排出側に、スラッジケーキＳが濾過シート２から自重で剥離して落下する剥離部１５を設けることができる。
以上のスラッジ分離装置は、スラッジケーキを自重で濾過シートから剥離して分離するので、スクレーパーなどを使用する必要がなく、スクレーパーによる濾過シートの損傷を皆無にでき、しかも、スラッジケーキを一体的に集合する状態で濾過シートから剥離して分離できるので、濾過シートから綺麗にスラッジを分離できる特徴がある。
【００２２】
本発明の切削研削液のスラッジ分離方法は、濾過シート２の上にスラッジを含有する切削研削液Ｌを供給し、濾過シート２で切削研削液Ｌを濾過して含有するスラッジ分離方法であって、濾過シート２に、無端ベルト状に連結してなる濾材を使用すると共に、濾過シート２の両側に駆動線材１２を連結して、この駆動線材１２でもって濾過シート２を弛緩状態で水平方向に移動して、上から供給される切削研削液Ｌの溜部１３を設け、この溜部１３で切削研削液Ｌを重力濾過して、濾過シート２の表面にスラッジケーキＳを堆積し、溜部１３で濾過シート２の表面に堆積されたスラッジケーキＳを濾過シート２を上り勾配に移動させる排出スロープ部１４で外部に排出し、排出スロープ部１４の排出側に設けてなる剥離部１５で濾過シート２から剥離することを特徴とする。
【００２３】
以上のスラッジ分離方法は、ランニングコストを削減し、極めて簡単な構造によって製造コストをも低コストとし、さらにメンテナンスを簡単にしてメンテナンスコストをも低減して全体のトータルコストを著しく低減しながら、優れた捕集効率で切削研削液を清澄な状態に復元できる特徴がある。
【００２４】
ランニングコストを削減できるのは、使い捨てのペーパーフィルターを使用することなく、無端ベルト状の濾過シートを長期間に渡って使用できるからである。とくに、以上のスラッジ分離方法は、濾過シートを弛緩状態で駆動線材に連結して溜部を設け、溜部で切削研削液を重力濾過してスラッジケーキを除去するので、濾過状態で濾過シートに無理な力が作用せず、また濾過シートから簡単にスラッジケーキを除去して、除去するときにも濾過シートに無理な力が作用しないからである。
【００２５】
極めて簡単な構造として製造コストを安くできるのは、ディスクに濾過シートを隙間なく密着する複雑な構造を必要とせず、濾過シートを弛緩状態に駆動線材に連結することで、液漏れしない切削研削液の溜部を形成し、溜部で効率よく切削研削液からスラッジを濾過して分離できるからである。
【００２６】
さらに、メンテナンスを簡単にしてメンテナンスコストをも低減できるのは、従来の分離方法のようにエンドレスベルトをメンテナンスする必要がなく、また濾過シートからは理想的な状態でスラッジケーキを分離して、濾過シートを繰り返し使用して効率よく切削研削液を濾過できるからである。
【００２７】
また、優れた捕集効率で切削研削液を清澄な状態に復元できるのは、濾過シートを弛緩状態として形成する溜部で液漏れしない状態で切削研削液を重力濾過し、さらに、溜部で重力濾過して分離されるスラッジを濾過シートの表面にスラッジケーキとして堆積し、堆積されるスラッジケーキを濾材に使用して、さらに微細なスラッジを除去するからである。
【００２８】
以上のスラッジ分離方法が以上の優れた特徴を実現するのは、ペーパーフィルターに代わって無端ベルト状の濾過シートを使用し、この濾過シートの両側をループ状の駆動線材に弛緩状態に連結して供給される切削研削液を蓄える溜部を形成し、溜部の液面レベルを所定の範囲に調整して、溜部で切削研削液を重力濾過して表面にスラッジケーキを堆積し、このスラッジケーキを排出スロープ部で排出して、濾過シートから分離する独得の構成で、実現するからである。
【００２９】
とくに、以上のスラッジ分離方法は、無端ベルト状の濾過シートを弛緩状態で駆動線材に連結することで切削研削液を蓄えて濾過する溜部を形成し、この溜部で切削研削液のスラッジを重力濾過してスラッジケーキを堆積し、堆積するスラッジケーキを排出スロープ部で溜部から排出して分離することを特徴とする。溜部に蓄えられた切削研削液は、濾過シートの表面にスラッジケーキを堆積させる。堆積したスラッジケーキは濾過シートの表面で濾材を形成し、この濾過材はさらに微細なスラッジを濾過して堆積させる。濾過シートの表面に堆積するスラッジケーキは、濾過シートよりも微細なスラッジを濾過して分離する。スラッジを堆積して次第に厚くなるスラッジケーキは、切削研削液の単位時間の透過量を次第に減少させる。スラッジケーキの透過量が少なくなると、溜部の液面レベルが上昇する。溜部の液面レベルが上昇しすぎるとオーバーフローして溢れるので、濾過シートを移動して、堆積したスラッジケーキの一部を溜部から排出する。濾過シートの一部が移動されてスラッジケーキの一部が排出されると、反対側からスラッジケーキの除去された濾過シートが溜部の底部に移動される。スラッジケーキの除去された濾過シートは、切削研削液の透過量が多く、溜部の液面レベルは上昇するはない。言い換えると、溜部に移動する濾過シートをコントロールして、溜部の液面レベルは設定範囲にコントロールされる。溜部に移動されたスラッジケーキの除去された濾過シートは、表面にスラッジケーキが堆積されず、切削研削液の透過率は高くなるが、切削研削液を濾過して表面にスラッジケーキが堆積され、堆積されたスラッジケーキが微細なスラッジを濾過し堆積する。溜部に移動された直後の濾過シートは、スラッジケーキを濾材として濾過せず、微細なスラッジを一時的に通過させる。ただ、溜部に供給された濾過シートは、短時間で表面にスラッジケーキが堆積されて、微細なスラッジも濾過して除去される。このことから、本発明者の実験では、網目を１５０μｍとする濾過シートを使用して、切削研削液のスラッジの除去率９８％以上を達成した。
【００３０】
本発明のスラッジ分離方法は、濾過シート２の横幅を両側を連結してなる駆動線材１２の間隔よりも広くし、かつ、濾過シート２の長さを駆動線材１２よりも長くして、濾過シート２を弛緩状態で移動させることができる。
以上のスラッジ分離方法は、溜部を設けるために特別な構造を必要とせず、極めて簡単な構造で濾過シートで溜部を設けることができる特徴がある。とくに、濾過シートの長さを駆動線材よりも長くして溜部を設けるので、駆動線材を垂直方向に移動して溜部を設けることができる特徴も実現する。
【００３１】
本発明のスラッジ分離方法は、溜部１３において、濾過シート２の表面に堆積するスラッジケーキＳの厚さを１．５ｍｍ以上として排出スロープ部１４から排出することができる。
以上のスラッジ分離方法は、スラッジケーキの厚さを１．５ｍｍ以上とするので、スラッジケーキを集合状態で、濾過シートに残存させることなく綺麗に能率よく分離できる特徴がある。
【００３２】
本発明のスラッジ分離方法は、剥離部１５において、スラッジケーキＳを自重で落下させて濾過シート２表面から剥離して分離することができる。
以上のスラッジ分離方法は、スラッジケーキを自重で濾過シートから剥離して分離するので、スクレーパーなどを使用する必要がなく、スクレーパーによる濾過シートの損傷を皆無にでき、しかも、スラッジケーキを一体的に集合する状態で濾過シートから剥離して分離できるので、濾過シートから綺麗にスラッジを分離できる特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例にかかるスラッジ分離装置の概略側面図である。
【図２】図１に示すスラッジ分離装置の横断面図である。
【図３】濾過シート表面に付着し剥離されるスラッジを示す参考写真である。
【図４】本発明者が先に開発したスラッジ分離装置の概略構成図である。
【図５】従来の他のスラッジ分離装置の概略斜視図である。
【図６】図５のスラッジ分離装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための切削研削液のスラッジ分離装置と分離方法を例示するものであって、本発明はスラッジ分離装置と分離方法を以下に特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００３５】
図１の概略側面図と、図２の横断面図に、本発明の一実施の形態に係る切削研削液に含まれるスラッジ分離装置を示す。この図に示す切削研削液のスラッジ分離装置は、切削研削液Ｌに含まれるスラッジ、特に微細なスラッジをも効果的に分離するのに利用される。スラッジ分離装置１００は、工作機械３０に接続され、工作機械３０から排出される切削研削液Ｌが供給され、切削研削液Ｌに含まれるスラッジを分離して、工作機械３０側に循環させる。工作機械３０は、金属を研磨しあるいは切削する切削研削機である。切削研削機は、重研削から超仕上げ用の研削機まで種々の工作機械が使用される。砥石で金属を研削する研削機は、アルミナ製砥石等の一般砥石やダイヤモンド製砥石が使用される。特にドレスアップが容易なことから、アルミナ製砥石が広く利用されているが、アルミナ製砥石を使用すると、砥石が摩耗して微細な砥粒もスラッジに多く含まれる。
【００３６】
図１のスラッジ分離装置１００は、濾過シート２をスラッジの移送ベルト１０とするベルトコンベア１と、ベルトコンベア１を駆動するモータ３と、モータ３の回転を制御する制御回路４と、移送ベルト１０上にスラッジを含む切削研削液Ｌを供給する供給機５とを備える。さらに、図のスラッジ分離装置１００は、スラッジの除去された清澄な切削研削液、すなわち濾過液Ｒの受液槽６を上側移送ベルト１０Ａの下方に配置している。受液槽６は、濾過シート２を透過した濾過液Ｒを濾過タンク７に供給し、濾過タンク７から循環ポンプ８を介して工作機械３０に供給する。
【００３７】
ベルトコンベア１は、モータ３に回転されて移送ベルト１０を移動させる駆動輪１１を備える。移送ベルト１０は、濾過シート２の両側にループ状の駆動線材１２を連結している。駆動線材１２が駆動輪１１に連結され、駆動輪１１を回転させて移送ベルト１０は移動される。
【００３８】
濾過シート２は、例えば網目を１５０μｍとする濾布である。ただし、濾過シート２は濾過する切削研削液Ｌや連結する工作機械３０の種類によって、たとえば網目を５０μｍ以上であって３００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以上であって２００μｍ以下の濾布とすることもできる。濾過シート２は、濾布の裏面に、濾布で濾過された切削研削液Ｌを透過させる補強シートを積層して多層シートである。この濾過シート２は、補強シートで補強されて耐久性を向上できる。ただ、濾過シート２は必ずしも多層シートとする必要はなく、単層の濾布とすることもできる。
【００３９】
駆動線材１２はチェーン１２Ａで、駆動輪１１はチェーン１２Ａを連結しているスプロケット１１Ａである。駆動輪１１のスプロケット１１Ａは、両側の側板２１の内側に連結されて、チェーン１２Ａを駆動する。一方のスプロケット１１Ａは、モータ３に連結される。駆動輪１１をスプロケット１１Ａとし、駆動線材１２をチェーン１２Ａとする駆動機構は、モータ３でスプロケット１１Ａを回転して、移送ベルト１０の移動を極めて正確にコントロールできる。ただし、本発明の分離装置は、駆動線材１２をチェーン１２Ａに限定せず、伸縮性のない紐状体であって濾過シート２を連結できる全ての線材、たとえば可撓性のあるワイヤー等も使用できる。駆動輪１１には、駆動線材１２を連結して移動できる全てのもの、たとえばプーリなども使用できる。
【００４０】
ベルトコンベア１は、濾過シート２で切削研削液Ｌを重力濾過してスラッジをスラッジケーキＳとして堆積する溜部１３と、濾過シート２の表面に堆積されたスラッジケーキＳを溜部１３から排出する排出スロープ部１４と、排出スロープ部１４から排出された濾過シート２からスラッジケーキＳを分離する剥離部１５とを設けている。
【００４１】
溜部１３は、濾過シート２を駆動線材１２に弛緩状態に連結し、供給される切削研削液Ｌで下に押されて設けられる。溜部１３は、濾過シート２を凹部形状として切削研削液Ｌを蓄える。図１と図２の移送ベルト１０は、濾過シート２の横幅を、両側に配置している駆動線材１２の間隔よりも広くして、さらに、濾過シート２の長さを駆動線材１２よりも長くして設けている。この移送ベルト１０は、長手方向と横方向の両方向において、濾過シート２を弛緩状態とするので、駆動線材１２を水平方向に配置して、溜部１３を設けることができる。ただ、本発明の分離装置は、濾過シートの横幅を駆動線材の間隔よりも広くして横方向にのみ弛緩状態とし、濾過シートの全長を駆動線材と同じ長さとして長手方向には弛緩状態とすることなく溜部を設けることもできる。移動方向には、駆動線材を谷形に移送して、凹部を設けることができるからである。
【００４２】
排出スロープ部１４は、駆動線材１２を上り勾配に移動して、濾過シート２を溜部１３から排出する。駆動線材１２は、移送ガイド９に沿って移動して、移動方向が制御される。移送ガイド９は、移送ベルト１０の両側に配置している側板２１の内側に固定されて、移送ベルト１０を案内するガイド溝９Ａを配置する。移送ガイド９は、摩擦抵抗の小さいプラスチック製の細長いロッドで、駆動線材１２の移動軌跡の上下に配置されてガイド溝９Ａを形成する。駆動線材１２は、ガイド溝９Ａに沿って移動して、移送ベルト１０を水平方向から上り勾配に移動させる。溜部１３は移送ベルト１０の水平方向の移動部分に配置され、排出スロープ部１４は移送ベルト１０が上り勾配に移動する部分に設けられる。
【００４３】
剥離部１５は、排出スロープ部１４の排出側であって、移送ベルト１０のＵターン部分、あるいはＵターンされてスラッジケーキＳが濾過シート２の下面に付着する部分に配置される。本発明の分離装置は、濾過シート２の表面にスラッジを極めて剥離しやすい状態で堆積する。切削研削液Ｌは溜部１３で重力濾過される。溜部１３は、液面レベルをコントロールして所定量の切削研削液Ｌを蓄えるために、液面レベルが上昇すると濾過シート２を移動して、スラッジケーキＳの除去された濾過シート２を溜部１３に移動する。溜部１３に移動された表面にスラッジケーキＳのない濾過シート２は、網目よりも大きなスラッジのみを表面に堆積して、網目よりも小さいスラッジを透過する。したがって、この状態の濾過シート２は微細なスラッジを確実には捕捉しない。時間が経過して表面に堆積するスラッジが増加すると、スラッジが濾材を形成して、より微細なスラッジを捕捉して堆積させる。スラッジケーキＳが厚くなるにしたがって、スラッジケーキＳは微細なスラッジを捕捉して堆積させる。スラッジケーキＳが厚くなって、微細なスラッジを堆積するようになると、切削研削液Ｌの透過率が低下して溜部１３の液面レベルが上昇する。液面レベルが上昇すると、スラッジケーキＳの堆積されない濾過シート２を溜部１３に移動して、液面レベルの上昇を制限する。濾過シート２が以上の工程を繰り返して切削研削液Ｌを濾過するので、スラッジケーキＳは濾過シート２に剥離しやすい状態で堆積させる。それは、微細なスラッジを濾過シート２の網目に浸入させることがなく、濾過シート２との境界には網目に浸入しない大きなスラッジを堆積し、この上に微細なスラッジを堆積するからである。さらに、濾過シート２の表面に堆積するスラッジケーキＳは、含有する細長い金属の切削屑が互いに絡まりあって結合し、所定の厚さで一体となって濾過シート２から落下して剥離され、濾過シート２の表面に殆ど残存しない。
【００４４】
図３の写真は、スラッジケーキＳが剥離される状態を示している。この図に示すように、スラッジケーキＳは一体となって残らず濾過シート２の表面から落下して剥離される。スラッジケーキＳは、一体となって自重で剥離されるので、濾過シート２のＵ曲部で剥離され、またＵ曲部を通過して濾過シート２の下面に付着する状態で剥離される。自重で剥離されるスラッジケーキＳは、スクレーパーを使用することなく濾過シート２の表面から剥離できる。本発明の分離装置は、濾過シート２を弛緩状態として両側の駆動線材１２で移動させるので、スクレーパーを使用しないで剥離できることは、極めて好都合である。それは、弛緩状態にある濾過シート２はフラットな状態で移送されないので、全面にスクレーパーを密着して掻き取ることが難しいからである。
【００４５】
ただ、濾過シート２の表面に、弾性変形する柔軟なスクレーパー１６を接触させて、局部的に剥離されないで残存するスラッジケーキＳを除去することはできる。このスクレーパー１６は、濾過シート２の全面に接触する必要はなく、弾性変形する櫛型、あるいは多数の弾性線材を部分的に濾過シート２の表面に軽く接触させる構造として、局部的に残存するスラッジケーキＳを濾過シート２から簡単に剥離できる。
【００４６】
制御回路４は、モータ３の回転を制御して、溜部１３の切削研削液Ｌがオーバーフローしないように、溜部１３の液面レベルを所定の範囲に保持する。図１の制御回路４は、溜部１３に蓄える切削研削液Ｌの液面レベルをレベルセンサ１７で検出して、レベルセンサ１７からの信号でモータ３の回転を制御する。制御回路４は、レベルセンサ１７で検出する検出レベルが設定レベルまで上昇するとモータ３の回転を開始して移送ベルト１０を移動させる。モータ３の回転時間は、制御回路４に設けているタイマー１８で特定される。タイマー１８は、モータ３の回転時間を記憶しており、設定時間をモータ３の回転時間としている。濾過シート２はモータ３が回転される状態で移動される。したがって、タイマー１８の設定時間によってモータ３が回転される時間は、溜部１３に移動する濾過シート２の移動量を特定する。濾過シート２は、タイマー１８の設定時間移動されて、溜部１３の一部に、スラッジケーキＳの除去された濾過シート２を移動させる。タイマー１８の設定時間に、溜部１３の一部にスラッジケーキＳの除去された濾過シート２を移動する方法は、溜部１３にスラッジケーキＳの除去された濾過シート２を移動した直後において、溜部１３の切削研削液Ｌは、スラッジケーキＳの除去された濾過シート２のみでなく、スラッジケーキＳを堆積している濾過シート２によっても濾過される。この方法は、スラッジケーキＳの堆積された濾過シート２で微細なスラッジを濾過して捕集効率を高くできる。ただし、本発明の分離装置は、タイマーの設定時間を、溜部の全体にスラッジケーキＳの除去された濾過シートを移動する時間に設定することもできる。この分離装置は、溜部の全体にスラッジケーキＳの除去されない濾過シートを移動させるので、濾過シートが移動された状態で切削研削液の単位時間の濾過量を多くして、切削研削液の液面レベルを速やかに低下できる。
【００４７】
制御回路４は、タイマー１８によらずレベルセンサ１７の信号でモータ３の回転を停止することもできる。この制御回路４は、レベルセンサ１７の検出レベルが設定レベルを越えるとモータ３の回転を開始し、検出レベルがあらかじめ設定している最低レベル以下になるとモータ３の回転を停止する。モータ３の回転が開始されると、スラッジケーキＳの除去された濾過シート２が溜部１３に移動して、濾過シート２の単位時間の濾過量が増加して液面レベルは低下する。液面レベルが最低レベルまで低下してモータ３の回転が停止されると、溜部１３に移動された濾過シート２が切削研削液Ｌを濾過してスラッジを表面に堆積させてスラッジケーキＳを形成する。濾過シート２の表面に堆積するスラッジケーキＳは、濾材となって微細なスラッジを濾過して堆積させる。スラッジが堆積するにしたがって濾過シート２の単位時間の濾過量が減少すると液面レベルが上昇する。液面レベルが設定レベルまで上昇すると、再びモータ３が回転してスラッジケーキＳの除去された濾過シート２を溜部１３に移動させる。
【００４８】
濾過シート２から剥離されるスラッジケーキＳは、厚くして濾過シート２から綺麗に剥離できる。一体的に集合して自重で剥離されるからである。スラッジケーキＳは、例えば１．５ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以上に厚くして、濾過シート２の表面から理想的な状態で剥離できる。溜部１３から排出される濾過シート２表面に堆積されるスラッジケーキＳの厚さは、濾過シート２の網目の大きさと、溜部１３に蓄える切削研削液Ｌの容積と、濾過シート２の移動量と、切削研削液Ｌのスラッジ含有量とで特定される。濾過シート２の網目を小さく、溜部１３の容積を大きく、濾過シート２の移動量を少なくして排出される濾過シート２の表面に堆積するスラッジケーキＳは厚くなる。たとえば、濾過シート２の網目を１５０μｍ、溜部１３の容積を５リットル、１分間に溜部１３に移動させる濾過シート２の移動量を１ｃｍとして、溜部１３から排出される濾過シート２の表面に堆積するスラッジケーキＳの厚さは、３ｍｍ〜５ｍｍとなって、濾過シート２の表面から極めて綺麗に剥離できる。
【００４９】
レベルセンサ１７で濾過シート２の移動を制御する制御回路４は、溜部１３からの切削研削液Ｌのオーバーフローを確実に防止できる。ただ、本発明のスラッジ分離装置は、レベルセンサを使用することなく、タイマー１８で濾過シート２の移動と停止を繰り返すデューティーを特定して溜部１３の液面レベルを制御し、あるいは濾過シート２の移動量をコントロールして液面レベルをコントロールすることもできる。タイマー１８で濾過シート２の移動と停止を繰り返すデューティーを特定して溜部１３の液面レベルを制御する制御回路４は、停止時間に対する移動時間を長くして液面レベルを低下でき、また濾過シート２の移動量をコントロールして液面レベルをコントロールする制御回路４は、濾過シート２の移動速度を速くして溜部１３の液面レベルを低くできるからである。これ等の制御回路４は、溜部１３の切削研削液Ｌがオーバーフローしないように、デューティーを特定し、あるいは濾過シート２の移動速度を特定して、溜部１３の液面レベルを設定範囲以下にコントロールする。
【００５０】
受液槽６は、上側移送ベルト１０Ａと下側移送ベルト１０Ｂの間で、溜部１３と排出スロープ部１４の下方に配置されて、濾過シート２を透過した清澄な濾過液Ｒを外部に漏らさず受け止める。受液槽６は、排出部に向かって下り勾配に傾斜する底板を有し、排出部に排出管１９を介して濾過タンク７に連結している。濾過タンク７は、底部の排出口に循環ポンプ８を連結しており、循環ポンプ８でもって清澄な濾過液Ｒを工作機械３０に循環する。
【００５１】
以上のスラッジ分離装置は、以下の工程で切削研削液Ｌを濾過して含まれるスラッジを分離して清澄な切削研削液Ｌに再生する。
スラッジ分離装置は、工作機械３０から排出される切削研削液Ｌを濾過し、スラッジを分離して清澄な切削研削液Ｌとして工作機械３０に循環する。切削研削液Ｌは、ベルトコンベア１の移送ベルト１０に設けている溜部１３に供給される。溜部１３は、駆動線材１２のチェーン１２Ａに濾過シート２を弛緩状態で連結して設けられる。溜部１３に供給される切削研削液Ｌがオーバーフローしないように、溜部１３の液面レベルは設定範囲にコントロールされる。溜部１３の液面レベルは、濾過シート２の移動をコントロールして制御される。液面レベルが上昇すると濾過シート２を移動して、スラッジケーキＳの除去された濾過シート２を溜部１３に移動させる。スラッジケーキＳの除去された濾過シート２は、単位時間の濾過量が多く液面レベルを低下させる。溜部１３で濾過された濾過シート２の表面に堆積されたスラッジケーキＳは、濾過シート２が移動されて排出スロープ部１４で溜部１３から排出される。溜部１３から排出されたスラッジケーキＳは、剥離部１５において濾過シート２から剥離して除去される。溜部１３で濾過シート２を透過した切削研削液Ｌは、スラッジケーキＳが除去されて清澄な濾過液Ｒとなって受液槽６に落下する。受液槽６の清澄な切削研削液Ｌは、濾過タンク７から循環ポンプ８を介して工作機械３０に循環して使用される。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のスラッジ分離装置は、切削機や研削機等の工作機械に連結されて、工作機械から排出される切削研削液からスラッジを分離して清澄な切削研削液として工作機械で有効に再利用する装置に利用される。
【符号の説明】
【００５３】
１００…スラッジ分離装置
１…ベルトコンベア
２…濾過シート
３…モータ
４…制御回路
５…供給機
６…受液槽
７…濾過タンク
８…循環ポンプ
９…移送ガイド
９Ａ…ガイド溝
１０…移送ベルト
１０Ａ…上側移送ベルト
１０Ｂ…下側移送ベルト
１１…駆動輪
１１Ａ…スプロケット
１２…駆動線材
１２Ａ…チェーン
１３…溜部
１４…排出スロープ部
１５…剥離部
１６…スクレーパー
１７…レベルセンサ
１８…タイマー
１９…排出管
２１…側板
３０…工作機械
８１…ペーパーフィルター
８２…ディスク
８３…溜部
８４…スクレーパー
８５…エンドレスベルト
８６…フィルタ送り機構
９４…分離槽
９５…非磁性プレート
９５Ａ…吸引部
９５Ｂ…傾斜部
９５Ｃ…落下部
９６…磁気コンベア
Ｌ…切削研削液
Ｒ…濾過液
Ｓ…スラッジケーキ
【図１】
2018008221.tif 000003
【図２】
2018008221.tif 000004
【図３】
2018008221.tif 000005
【図４】
2018008221.tif 000006
【図５】
2018008221.tif 000007
【図６】
2018008221.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月25日(2017.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
網目を５０μｍ以上であって３００μｍ以下とする無端ベルト状の濾過シートをスラッジの移送ベルトとするベルトコンベアと、
前記ベルトコンベアを駆動するモータと、
前記モータの回転を制御する制御回路と、
前記移送ベルト上にスラッジを含む切削研削液を供給する供給機とを備え、
前記ベルトコンベアは、前記モータに回転されて前記移送ベルトを移動させる駆動輪を備え、
前記移送ベルトは、前記濾過シートの幅方向の両側にループ状の駆動線材が連結され、
前記駆動線材は前記駆動輪に連結されて、前記駆動輪で前記移送ベルトが移動され、
前記濾過シートの横幅は、幅方向の両側に配置してなる前記駆動線材の間隔よりも広く、
前記ベルトコンベアの移送ベルトは、前記濾過シートが前記駆動線材に弛緩状態に連結されて、前記供給機から供給される切削研削液を蓄えて重力濾過する溜部と、
前記溜部の排出側に設けられて、前記移送ベルトが移動方向に上り勾配に移動して、前記溜部で重力濾過されたスラッジケーキを前記溜部から排出する排出スロープ部と、
前記排出スロープ部の排出側に設けられて前記移送ベルトの表面に付着するスラッジケーキを除去するＵ曲部を含む剥離部とを有し、
前記溜部の液面レベルが、前記制御回路による前記モータの制御で前記移送ベルトの移動がコントロールされて所定の範囲に調整され、
前記溜部において、切削研削液が重力濾過されて前記濾過シートの表面に堆積されるスラッジケーキが、前記排出スロープ部でもって前記溜部から排出されて、前記剥離部において、非フラット状態で移送される前記移送ベルト表面に堆積するスラッジケーキが、前記Ｕ曲部ないしＵ曲部の通過部分で一体となって自重で剥離されて前記濾過シートから分離されるようにしてなることを特徴とする切削研削液のスラッジ分離装置。
【請求項２】
請求項１に記載される切削研削液のスラッジ分離装置であって、
前記濾過シートの表面に弾性変形して接触するスクレーパーを備え、前記スクレーパーが弾性変形して前記濾過シートに部分的に接触して、局部的に残存するスラッジケーキを前記濾過シートから剥離するようにしてなることを特徴とする切削研削液のスラッジ分離装置。
【請求項３】
請求項１に記載される切削研削液のスラッジ分離装置であって、
前記駆動線材がチェーンで、前記駆動輪がスプロケットとしてなることを特徴とする切削研削液のスラッジ分離装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載される切削研削液のスラッジ分離装置であって、
前記濾過シートが、濾布の裏面に、濾布で濾過された切削研削液を透過させる補強シートを積層してなる多層シートである切削研削液のスラッジ分離装置。
【請求項５】
濾過シートの上にスラッジを含有する切削研削液を供給し、前記濾過シートで切削研削液を濾過して含有するスラッジを分離する切削研削液のスラッジ分離方法において、
前記濾過シートに、網目を５０μｍ以上であって３００μｍ以下とする無端ベルト状の濾材を使用すると共に、前記濾過シートの幅方向の両側に駆動線材を連結すると共に、前記濾過シートの横幅を前記駆動線材の間隔よりも広くし、この駆動線材でもって前記濾過シートを弛緩状態で水平方向に移動して、上から供給される切削研削液の溜部を設け、この溜部で切削研削液を重力濾過して、前記濾過シートの表面にスラッジケーキを堆積し、
前記溜部で前記濾過シートの表面に堆積されたスラッジケーキを前記濾過シートを上り勾配に移動させる排出スロープ部で外部に排出し、前記排出スロープ部の排出側に設けてなるＵ曲部を含む剥離部で前記濾過シートから剥離すると共に、前記剥離部において、非フラット状態で移送される前記移送ベルト表面に堆積するスラッジケーキを、前記Ｕ曲部ないしＵ曲部の通過部分で一体として自重で剥離して前記濾過シートから分離することを特徴とする切削研削液のスラッジ分離方法。
【請求項６】
請求項５に記載される切削研削液のスラッジ分離方法であって、
前記濾過シートの表面に接触するように弾性変形するスクレーパーを設け、前記スクレーパーを前記濾過シートに部分的に接触させて、局部的に残存するスラッジケーキを前記濾過シートから剥離することを特徴とする切削研削液のスラッジ分離装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載される切削研削液のスラッジ分離方法であって、
前記溜部において、前記濾過シートの表面に堆積するスラッジケーキの厚さを１．５ｍｍ以上として排出スロープ部から排出することを特徴とする切削研削液のスラッジ分離方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削研削液に含まれるスラッジを分離する装置と方法に関し、特に超仕上研削工程で発生する超微細なスラッジをも効率よく分離できるスラッジ分離装置と分離方法に関する。
本明細書において「切削研削液」は、研削液と切削液の両方を含む意味に使用する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械である研削盤等の研削機等にクーラント液、研削油等の切削研削液を供給するクーラント装置では、切削研削液を循環させる際にスラッジが混入する。スラッジは、研削屑である切り粉や、砥石の砥粒等である。このような切削研削液に含まれるスラッジの内、大きなスラッジは、濾過して簡単に除去できるが、微細なスラッジの効率的な除去は容易ではない。
【０００３】
本発明者は、液体に含まれるスラッジを除去するために、磁気で誘導して排出する装置を開発した（特許文献１及び２参照）。この装置を図４に示す。この図に示すスラッジの分離装置は、液体が供給される分離槽９４と、分離槽９４内に配設されて、スラッジＳを表面に移動させる非磁性プレート９５と、非磁性プレート９５の表面に磁気的な吸引力でスラッジＳを吸引して排出方向に移動させる磁気コンベア９６を備える。非磁性プレート９５は、液体に含まれるスラッジＳを吸引する吸引部９５Ａと、吸引したスラッジＳを液体の外部に移送する傾斜部９５Ｂと、スラッジＳを非磁性プレート９５の先端から落下させる落下部９５Ｃとを備える。スラッジＳは、磁気コンベア９６で非磁性プレート９５の吸引部９５Ａ上面に吸引され、傾斜部９５Ｂから落下部９５Ｃに移送され、先端の落下部９５Ｃで非磁性プレート９５から分離される。
【０００４】
以上の分離装置は、磁気的な吸引力で吸引できる磁性材のスラッジを分離できるが、非磁性材のスラッジ、例えば真鍮やアルミニウムなどのスラッジを効率よく分離できない。非磁性材のスラッジを分離する装置として、使い捨てのペーパーフィルターを使用する分離装置が開発されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２８８０９７２号公報
【特許文献２】特許第３３１３３４３号公報
【特許文献３】特開２００１−３１４７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上の分離装置を図５と図６に示す。この分離装置は、ペーパーフィルター８１を３枚のディスク８２の下縁に沿わせて、ディスク８２とペーパーフィルター８１との間に切削研削液Ｌを重力濾過する溜部８３を設けている。溜部８３を形成するために、３枚のディスク８２は所定の間隔離して垂直姿勢に配置して、下縁に沿ってペーパーフィルター８１を密着させている。溜部８３は、供給される切削研削液Ｌの漏れを防止するために、ペーパーフィルター８１をディスク８２の外周縁に密着させている。溜部８３に供給される切削研削液Ｌは、ペーパーフィルター８１で濾過されてスラッジＳを除去する。濾過されたスラッジＳはペーパーフィルター８１の表面に付着する。ペーパーフィルター８１は、表面にスラッジＳが堆積すると単位時間の濾過量が低下する。濾過量が低下すると、溜部８３の液面レベルが上昇する。濾過量が低下して、溜部８３に定量の切削研削液Ｌを供給すると、液面レベルが上昇して切削研削液Ｌがオーバーフローするので、ディスク８２を回転して、溜部８３の底面に新しいペーパーフィルター８１を供給する。新しいペーパーフィルター８１は濾過量が多く、液面レベルを低下させる。したがって、ディスク８２は溜部８３の液面レベルを設定範囲とするように回転される。ペーパーフィルター８１の表面に堆積するスラッジＳは、スクレーパー８４で掻き取って除去される。濾過に使用されたペーパーフィルター８１は巻き取られて廃棄される。
【０００７】
さらに、以上の分離装置は、ペーパーフィルター８１をディスク８２の外周に密着させるために、各ディスク８２の下部外周に約半周にわたって添わせるエンドレスベルト８５を備えるフィルタ送り機構８６を設けている。ペーパーフィルター８１は、エンドレスベルト８５とディスク８２との間に挟まれて、エンドレスベルト８５で移動される。エンドレスベルト８５は、濾過された切削研削液Ｌを透過する通液性のベルトである。フィルタ送り機構８６は、エンドレスベルト８５を移動させて、ペーパーフィルター８１を移動させる。
【０００８】
以上の分離装置は、使い捨てのペーパーフィルターを使用するので、ランニングコストが高くなる欠点がある。また、以上の分離装置は、３枚のディスクの外周縁にペーパーフィルターを密着して、ディスクとペーパーフィルターとで溜部を形成するので、ペーパーフィルターとディスクとの間に隙間ができると、切削研削液が漏れて捕集効率が低下する。ペーパーフィルターは、フィルタ送り機構のエンドレスベルトでディスクの外周縁に密着されるので、ペーパーフィルターとエンドレスベルトのテンションを最適値にコントロールする必要があり、さらに、エンドレスベルトを介してペーパーフィルターをディスクの外周縁に密着させるために、エンドレスベルトを相当な圧力でディスクの外周縁に押し付ける必要があり、長期間にわたってペーパーフィルターを確実にディスクの表面に密着させて、切削研削液の漏れを阻止するのが極めて難しい欠点がある。また、ペーパーフィルターを通過して切削研削液が、エンドレスベルトを透過してタンクに蓄えられるので、一定の期間毎に、エンドレスベルトの汚れを除去する必要があって、メンテナンスに手間がかかる欠点がある。
【０００９】
本発明は、従来の以上の欠点を解消するためになされたものである。本発明の主な目的は、ランニングコストを著しく削減し、極めて簡単な構造で製造コストを低減し、さらに優れた捕集効率を実現しながらメンテナンスを著しく簡単にできる研削スラッジの分離装置と分離方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１０】
本発明の切削研削液のスラッジ分離装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。スラッジ分離装置は、網目を５０μｍ以上であって３００μｍ以下とする無端ベルト状の濾過シート２をスラッジの移送ベルト１０とするベルトコンベア１と、ベルトコンベア１を駆動するモータ３と、モータ３の回転を制御する制御回路４と、移送ベルト１０上にスラッジを含む切削研削液Ｌを供給する供給機５とを備えている。ベルトコンベア１は、モータ３に回転されて移送ベルト１０を移動させる駆動輪１１を備え、移送ベルト１０は、濾過シート２の両側にループ状の駆動線材１２が連結され、駆動線材１２は駆動輪１１に連結されて、駆動輪１１で移送ベルト１０が移動される。濾過シート２の横幅は、幅方向の両側に配置している駆動線材の間隔よりも広い。ベルトコンベア１は、濾過シート２が駆動線材１２に弛緩状態に連結されて、供給機５から供給される切削研削液Ｌを蓄えて重力濾過する溜部１３と、溜部１３の排出側に設けられて、移送ベルト１０が移動方向に上り勾配に移動して、溜部１３で重力濾過されたスラッジケーキＳを溜部１３から排出する排出スロープ部１４と、排出スロープ部１４の排出側に設けられて、移送ベルト１０の表面に付着するスラッジケーキＳを除去するＵ曲部のある剥離部１５とを有している。分離装置は、溜部１３の液面レベルが、制御回路４によるモータ３の制御で移送ベルト１０の移動がコントロールされて所定の範囲に調整され、溜部１３において、切削研削液Ｌが重力濾過されて濾過シート２の表面に堆積されるスラッジケーキＳが、排出スロープ部１４でもって溜部１３から排出されて、剥離部１５において、非フラット状態で移送される移送ベルト表面に堆積するスラッジケーキＳが、Ｕ曲部ないしＵ曲部の通過部分で下面から一体となって自重で剥離されて濾過シート２から分離される。
【００１１】
以上のスラッジ分離装置は、ランニングコストを削減し、極めて簡単な構造によって製造コストをも低コストとし、さらにメンテナンスを簡単にしてメンテナンスコストをも低減して全体のトータルコストを著しく低減しながら、優れた捕集効率で切削研削液を清澄な状態に復元できる特徴がある。
【００１２】
ランニングコストを削減できるのは、使い捨てのペーパーフィルターを使用することなく、無端ベルト状の濾過シートを長期間に渡って使用できるからである。とくに、以上のスラッジ分離装置は、濾過シートを弛緩状態で駆動線材に連結して溜部を設け、溜部で切削研削液を重力濾過してスラッジケーキを除去するので、濾過状態で濾過シートに無理な力が作用せず、また濾過シートから簡単にスラッジケーキを除去して、除去するときにも濾過シートに無理な力が作用しないからである。
【００１３】
極めて簡単な構造として製造コストを安くできるのは、ディスクに濾過シートを隙間なく密着する複雑な構造を必要とせず、濾過シートを弛緩状態に駆動線材に連結することで、液漏れしない切削研削液の溜部を形成し、溜部で効率よく切削研削液からスラッジを濾過して分離できるからである。
【００１４】
さらに、メンテナンスを簡単にしてメンテナンスコストをも低減できるのは、従来の分離装置のようにエンドレスベルトをメンテナンスする必要がなく、また濾過シートからは理想的な状態でスラッジケーキを分離して、濾過シートを繰り返し使用して効率よく切削研削液を濾過できるからである。
【００１５】
また、優れた捕集効率で切削研削液を清澄な状態に復元できるのは、濾過シートを弛緩状態として形成する溜部で液漏れしない状態で切削研削液を重力濾過し、さらに、溜部で重力濾過して分離されるスラッジを濾過シートの表面にスラッジケーキとして堆積し、堆積されるスラッジケーキを濾材に使用してさらに微細なスラッジを除去するからである。
【００１６】
以上のスラッジ分離装置が以上の優れた特徴を実現するのは、ペーパーフィルターに代わって無端ベルト状の濾過シートを使用し、この濾過シートの両側をループ状の駆動線材に弛緩状態に連結して供給される切削研削液を蓄える溜部を形成し、溜部の液面レベルを所定の範囲に調整して、溜部で切削研削液を重力濾過して表面にスラッジケーキを堆積し、このスラッジケーキを排出スロープ部で排出して、濾過シートから分離する独得の構成で、実現するからである。
【００１７】
とくに、以上のスラッジ分離装置は、無端ベルト状の濾過シートを弛緩状態で駆動線材に連結することで切削研削液を蓄えて濾過する溜部を形成し、この溜部で切削研削液のスラッジを重力濾過してスラッジケーキを堆積し、堆積するスラッジケーキを排出スロープ部で溜部から排出して分離することを特徴とするものである。溜部に蓄えられた切削研削液は、濾過シートの表面にスラッジケーキを堆積させる。堆積したスラッジケーキは濾過シートの表面で濾材を形成し、この濾過材はさらに微細なスラッジを濾過して堆積させる。濾過シートの表面に堆積するスラッジケーキは、濾過シートよりも微細なスラッジを濾過して分離する。スラッジを堆積して次第に厚くなるスラッジケーキは、切削研削液の単位時間の透過量を次第に減少させる。スラッジケーキの透過量が少なくなると、溜部の液面レベルが上昇する。溜部の液面レベルが上昇しすぎるとオーバーフローして溢れるので、濾過シートを移動して、堆積したスラッジケーキの一部を溜部から排出する。濾過シートの一部が移動されてスラッジケーキの一部が排出されると、反対側からスラッジケーキの除去された濾過シートが溜部の底部に移動される。スラッジケーキの除去された濾過シートは、切削研削液の透過量が多く、溜部の液面レベルが上昇することはない。言い換えると、溜部に移動する濾過シートをコントロールして、溜部の液面レベルは設定範囲にコントロールされる。溜部に移動されたスラッジケーキの除去された濾過シートは、表面にスラッジケーキが堆積されず、切削研削液の透過率は高くなるが、切削研削液を濾過して表面にスラッジケーキが堆積され、堆積されたスラッジケーキが微細なスラッジを濾過し堆積する。溜部に移動された直後の濾過シートは、スラッジケーキを濾材として濾過せず、微細なスラッジを一時的に通過させる。ただ、溜部に供給された濾過シートは、短時間で表面にスラッジケーキが堆積されて、微細なスラッジも濾過して除去される。このことから、本発明者の実験において、網目を１５０μｍとする濾過シートを使用して、切削研削液のスラッジの捕集効率は約９８％となる。
【００１８】
本発明のスラッジ分離装置には、濾過シートの表面に弾性変形して接触するスクレーパーを設け、スクレーパーが弾性変形して濾過シートに部分的に接触して、局部的に残存するスラッジケーキを濾過シートから剥離することができる。
【００１９】
本発明のスラッジ分離装置は、駆動線材１２をチェーン１２Ａとし、駆動輪１１をスプロケット１１Ａとすることができる。
以上のスラッジ分離装置は、駆動線材を安定して正確に移動して、濾過シートの移動を正確にコントロールして、溜部の液面レベルを高い精度で設定範囲に制御できる特徴がある。
【００２０】
本発明のスラッジ分離装置は、濾過シート２を、濾布の裏面に、濾布で濾過された切削研削液Ｌを透過させる補強シートを積層してなる多層シートとすることができる。
以上のスラッジ分離装置は、濾過シートの耐久性をさらに向上して、濾過シートの寿命を長く、ランニングコストをさらに安くできる特徴がある。
【００２１】
本発明のスラッジ分離装置は、濾過シート２の排出スロープ部１４の排出側に、スラッジケーキＳが濾過シート２から自重で剥離して落下する剥離部１５を設けることができる。
以上のスラッジ分離装置は、スラッジケーキを自重で濾過シートから剥離して分離するので、スクレーパーなどを使用する必要がなく、スクレーパーによる濾過シートの損傷を皆無にでき、しかも、スラッジケーキを一体的に集合する状態で濾過シートから剥離して分離できるので、濾過シートから綺麗にスラッジを分離できる特徴がある。
【００２２】
本発明の切削研削液のスラッジ分離方法は、濾過シート２の上にスラッジを含有する切削研削液Ｌを供給し、濾過シート２で切削研削液Ｌを濾過して含有するスラッジ分離方法であって、濾過シート２に、網目を５０μｍ以上であって３００μｍ以下とする無端ベルト状の濾材を使用すると共に、濾過シート２の幅方向の両側に駆動線材１２を連結して、この駆動線材１２でもって濾過シート２を弛緩状態で水平方向に移動して、上から供給される切削研削液Ｌの溜部１３を設け、この溜部１３で切削研削液Ｌを重力濾過して、濾過シート２の表面にスラッジケーキＳを堆積し、溜部１３で濾過シート２の表面に堆積されたスラッジケーキＳを濾過シート２を上り勾配に移動させる排出スロープ部１４で外部に排出し、排出スロープ部１４の排出側に設けてなるＵ曲部のある剥離部１５で濾過シート２から剥離すると共に、剥離部１５において、非フラット状態で移送する移送ベルト表面に堆積するスラッジケーキＳを、Ｕ曲部ないしＵ曲部の通過部分で下面から一体として自重で剥離して濾過シート２から分離することを特徴とする。
【００２３】
以上のスラッジ分離方法は、ランニングコストを削減し、極めて簡単な構造によって製造コストをも低コストとし、さらにメンテナンスを簡単にしてメンテナンスコストをも低減して全体のトータルコストを著しく低減しながら、優れた捕集効率で切削研削液を清澄な状態に復元できる特徴がある。
【００２４】
ランニングコストを削減できるのは、使い捨てのペーパーフィルターを使用することなく、無端ベルト状の濾過シートを長期間に渡って使用できるからである。とくに、以上のスラッジ分離方法は、濾過シートを弛緩状態で駆動線材に連結して溜部を設け、溜部で切削研削液を重力濾過してスラッジケーキを除去するので、濾過状態で濾過シートに無理な力が作用せず、また濾過シートから簡単にスラッジケーキを除去して、除去するときにも濾過シートに無理な力が作用しないからである。
【００２５】
極めて簡単な構造として製造コストを安くできるのは、ディスクに濾過シートを隙間なく密着する複雑な構造を必要とせず、濾過シートを弛緩状態に駆動線材に連結することで、液漏れしない切削研削液の溜部を形成し、溜部で効率よく切削研削液からスラッジを濾過して分離できるからである。
【００２６】
さらに、メンテナンスを簡単にしてメンテナンスコストをも低減できるのは、従来の分離方法のようにエンドレスベルトをメンテナンスする必要がなく、また濾過シートからは理想的な状態でスラッジケーキを分離して、濾過シートを繰り返し使用して効率よく切削研削液を濾過できるからである。
【００２７】
また、優れた捕集効率で切削研削液を清澄な状態に復元できるのは、濾過シートを弛緩状態として形成する溜部で液漏れしない状態で切削研削液を重力濾過し、さらに、溜部で重力濾過して分離されるスラッジを濾過シートの表面にスラッジケーキとして堆積し、堆積されるスラッジケーキを濾材に使用して、さらに微細なスラッジを除去するからである。
【００２８】
以上のスラッジ分離方法が以上の優れた特徴を実現するのは、ペーパーフィルターに代わって無端ベルト状の濾過シートを使用し、この濾過シートの両側をループ状の駆動線材に弛緩状態に連結して供給される切削研削液を蓄える溜部を形成し、溜部の液面レベルを所定の範囲に調整して、溜部で切削研削液を重力濾過して表面にスラッジケーキを堆積し、このスラッジケーキを排出スロープ部で排出して、濾過シートから分離する独得の構成で、実現するからである。
【００２９】
とくに、以上のスラッジ分離方法は、無端ベルト状の濾過シートを弛緩状態で駆動線材に連結することで切削研削液を蓄えて濾過する溜部を形成し、この溜部で切削研削液のスラッジを重力濾過してスラッジケーキを堆積し、堆積するスラッジケーキを排出スロープ部で溜部から排出して分離することを特徴とする。溜部に蓄えられた切削研削液は、濾過シートの表面にスラッジケーキを堆積させる。堆積したスラッジケーキは濾過シートの表面で濾材を形成し、この濾過材はさらに微細なスラッジを濾過して堆積させる。濾過シートの表面に堆積するスラッジケーキは、濾過シートよりも微細なスラッジを濾過して分離する。スラッジを堆積して次第に厚くなるスラッジケーキは、切削研削液の単位時間の透過量を次第に減少させる。スラッジケーキの透過量が少なくなると、溜部の液面レベルが上昇する。溜部の液面レベルが上昇しすぎるとオーバーフローして溢れるので、濾過シートを移動して、堆積したスラッジケーキの一部を溜部から排出する。濾過シートの一部が移動されてスラッジケーキの一部が排出されると、反対側からスラッジケーキの除去された濾過シートが溜部の底部に移動される。スラッジケーキの除去された濾過シートは、切削研削液の透過量が多く、溜部の液面レベルは上昇するはない。言い換えると、溜部に移動する濾過シートをコントロールして、溜部の液面レベルは設定範囲にコントロールされる。溜部に移動されたスラッジケーキの除去された濾過シートは、表面にスラッジケーキが堆積されず、切削研削液の透過率は高くなるが、切削研削液を濾過して表面にスラッジケーキが堆積され、堆積されたスラッジケーキが微細なスラッジを濾過し堆積する。溜部に移動された直後の濾過シートは、スラッジケーキを濾材として濾過せず、微細なスラッジを一時的に通過させる。ただ、溜部に供給された濾過シートは、短時間で表面にスラッジケーキが堆積されて、微細なスラッジも濾過して除去される。このことから、本発明者の実験では、網目を１５０μｍとする濾過シートを使用して、切削研削液のスラッジの除去率９８％以上を達成した。
【００３０】
本発明のスラッジ分離方法は、濾過シート２の表面に接触するように弾性変形するスクレーパー１６を設け、スクレーパー１６を濾過シート２に部分的に接触させて、局部的に残存するスラッジケーキを濾過シート２から剥離することができる。
【００３１】
本発明のスラッジ分離方法は、溜部１３において、濾過シート２の表面に堆積するスラッジケーキＳの厚さを１．５ｍｍ以上として排出スロープ部１４から排出することができる。
以上のスラッジ分離方法は、スラッジケーキの厚さを１．５ｍｍ以上とするので、スラッジケーキを集合状態で、濾過シートに残存させることなく綺麗に能率よく分離できる特徴がある。
【００３２】
本発明のスラッジ分離方法は、剥離部１５において、スラッジケーキＳを自重で落下させて濾過シート２表面から剥離して分離する。
以上のスラッジ分離方法は、スラッジケーキを自重で濾過シートから剥離して分離するので、スクレーパーなどを使用する必要がなく、スクレーパーによる濾過シートの損傷を皆無にでき、しかも、スラッジケーキを一体的に集合する状態で濾過シートから剥離して分離できるので、濾過シートから綺麗にスラッジを分離できる特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例にかかるスラッジ分離装置の概略側面図である。
【図２】図１に示すスラッジ分離装置の横断面図である。
【図３】濾過シート表面に付着し剥離されるスラッジを示す参考写真である。
【図４】本発明者が先に開発したスラッジ分離装置の概略構成図である。
【図５】従来の他のスラッジ分離装置の概略斜視図である。
【図６】図５のスラッジ分離装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための切削研削液のスラッジ分離装置と分離方法を例示するものであって、本発明はスラッジ分離装置と分離方法を以下に特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００３５】
図１の概略側面図と、図２の横断面図に、本発明の一実施の形態に係る切削研削液に含まれるスラッジ分離装置を示す。この図に示す切削研削液のスラッジ分離装置は、切削研削液Ｌに含まれるスラッジ、特に微細なスラッジをも効果的に分離するのに利用される。スラッジ分離装置１００は、工作機械３０に接続され、工作機械３０から排出される切削研削液Ｌが供給され、切削研削液Ｌに含まれるスラッジを分離して、工作機械３０側に循環させる。工作機械３０は、金属を研磨しあるいは切削する切削研削機である。切削研削機は、重研削から超仕上げ用の研削機まで種々の工作機械が使用される。砥石で金属を研削する研削機は、アルミナ製砥石等の一般砥石やダイヤモンド製砥石が使用される。特にドレスアップが容易なことから、アルミナ製砥石が広く利用されているが、アルミナ製砥石を使用すると、砥石が摩耗して微細な砥粒もスラッジに多く含まれる。
【００３６】
図１のスラッジ分離装置１００は、濾過シート２をスラッジの移送ベルト１０とするベルトコンベア１と、ベルトコンベア１を駆動するモータ３と、モータ３の回転を制御する制御回路４と、移送ベルト１０上にスラッジを含む切削研削液Ｌを供給する供給機５とを備える。さらに、図のスラッジ分離装置１００は、スラッジの除去された清澄な切削研削液、すなわち濾過液Ｒの受液槽６を上側移送ベルト１０Ａの下方に配置している。受液槽６は、濾過シート２を透過した濾過液Ｒを濾過タンク７に供給し、濾過タンク７から循環ポンプ８を介して工作機械３０に供給する。
【００３７】
ベルトコンベア１は、モータ３に回転されて移送ベルト１０を移動させる駆動輪１１を備える。移送ベルト１０は、濾過シート２の両側にループ状の駆動線材１２を連結している。駆動線材１２が駆動輪１１に連結され、駆動輪１１を回転させて移送ベルト１０は移動される。
【００３８】
濾過シート２は、例えば網目を１５０μｍとする濾布である。ただし、濾過シート２は濾過する切削研削液Ｌや連結する工作機械３０の種類によって、たとえば網目を５０μｍ以上であって３００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以上であって２００μｍ以下の濾布とすることもできる。濾過シート２は、濾布の裏面に、濾布で濾過された切削研削液Ｌを透過させる補強シートを積層して多層シートである。この濾過シート２は、補強シートで補強されて耐久性を向上できる。ただ、濾過シート２は必ずしも多層シートとする必要はなく、単層の濾布とすることもできる。
【００３９】
駆動線材１２はチェーン１２Ａで、駆動輪１１はチェーン１２Ａを連結しているスプロケット１１Ａである。駆動輪１１のスプロケット１１Ａは、両側の側板２１の内側に連結されて、チェーン１２Ａを駆動する。一方のスプロケット１１Ａは、モータ３に連結される。駆動輪１１をスプロケット１１Ａとし、駆動線材１２をチェーン１２Ａとする駆動機構は、モータ３でスプロケット１１Ａを回転して、移送ベルト１０の移動を極めて正確にコントロールできる。ただし、本発明の分離装置は、駆動線材１２をチェーン１２Ａに限定せず、伸縮性のない紐状体であって濾過シート２を連結できる全ての線材、たとえば可撓性のあるワイヤー等も使用できる。駆動輪１１には、駆動線材１２を連結して移動できる全てのもの、たとえばプーリなども使用できる。
【００４０】
ベルトコンベア１は、濾過シート２で切削研削液Ｌを重力濾過してスラッジをスラッジケーキＳとして堆積する溜部１３と、濾過シート２の表面に堆積されたスラッジケーキＳを溜部１３から排出する排出スロープ部１４と、排出スロープ部１４から排出された濾過シート２からスラッジケーキＳを分離する剥離部１５とを設けている。
【００４１】
溜部１３は、濾過シート２を駆動線材１２に弛緩状態に連結し、供給される切削研削液Ｌで下に押されて設けられる。溜部１３は、濾過シート２を凹部形状として切削研削液Ｌを蓄える。図１と図２の移送ベルト１０は、濾過シート２の横幅を、両側に配置している駆動線材１２の間隔よりも広くして、さらに、濾過シート２の長さを駆動線材１２よりも長くして設けている。この移送ベルト１０は、長手方向と横方向の両方向において、濾過シート２を弛緩状態とするので、駆動線材１２を水平方向に配置して、溜部１３を設けることができる。ただ、本発明の分離装置は、濾過シートの横幅を駆動線材の間隔よりも広くして横方向にのみ弛緩状態とし、濾過シートの全長を駆動線材と同じ長さとして長手方向には弛緩状態とすることなく溜部を設けることもできる。移動方向には、駆動線材を谷形に移送して、凹部を設けることができるからである。
【００４２】
排出スロープ部１４は、駆動線材１２を上り勾配に移動して、濾過シート２を溜部１３から排出する。駆動線材１２は、移送ガイド９に沿って移動して、移動方向が制御される。移送ガイド９は、移送ベルト１０の両側に配置している側板２１の内側に固定されて、移送ベルト１０を案内するガイド溝９Ａを配置する。移送ガイド９は、摩擦抵抗の小さいプラスチック製の細長いロッドで、駆動線材１２の移動軌跡の上下に配置されてガイド溝９Ａを形成する。駆動線材１２は、ガイド溝９Ａに沿って移動して、移送ベルト１０を水平方向から上り勾配に移動させる。溜部１３は移送ベルト１０の水平方向の移動部分に配置され、排出スロープ部１４は移送ベルト１０が上り勾配に移動する部分に設けられる。
【００４３】
剥離部１５は、排出スロープ部１４の排出側であって、移送ベルト１０のＵターン部分、あるいはＵターンされてスラッジケーキＳが濾過シート２の下面に付着する部分に配置される。本発明の分離装置は、濾過シート２の表面にスラッジを極めて剥離しやすい状態で堆積する。切削研削液Ｌは溜部１３で重力濾過される。溜部１３は、液面レベルをコントロールして所定量の切削研削液Ｌを蓄えるために、液面レベルが上昇すると濾過シート２を移動して、スラッジケーキＳの除去された濾過シート２を溜部１３に移動する。溜部１３に移動された表面にスラッジケーキＳのない濾過シート２は、網目よりも大きなスラッジのみを表面に堆積して、網目よりも小さいスラッジを透過する。したがって、この状態の濾過シート２は微細なスラッジを確実には捕捉しない。時間が経過して表面に堆積するスラッジが増加すると、スラッジが濾材を形成して、より微細なスラッジを捕捉して堆積させる。スラッジケーキＳが厚くなるにしたがって、スラッジケーキＳは微細なスラッジを捕捉して堆積させる。スラッジケーキＳが厚くなって、微細なスラッジを堆積するようになると、切削研削液Ｌの透過率が低下して溜部１３の液面レベルが上昇する。液面レベルが上昇すると、スラッジケーキＳの堆積されない濾過シート２を溜部１３に移動して、液面レベルの上昇を制限する。濾過シート２が以上の工程を繰り返して切削研削液Ｌを濾過するので、スラッジケーキＳは濾過シート２に剥離しやすい状態で堆積させる。それは、微細なスラッジを濾過シート２の網目に浸入させることがなく、濾過シート２との境界には網目に浸入しない大きなスラッジを堆積し、この上に微細なスラッジを堆積するからである。さらに、濾過シート２の表面に堆積するスラッジケーキＳは、含有する細長い金属の切削屑が互いに絡まりあって結合し、所定の厚さで一体となって濾過シート２から落下して剥離され、濾過シート２の表面に殆ど残存しない。
【００４４】
図３の写真は、スラッジケーキＳが剥離される状態を示している。この図に示すように、スラッジケーキＳは一体となって残らず濾過シート２の表面から落下して剥離される。スラッジケーキＳは、一体となって自重で剥離されるので、濾過シート２のＵ曲部で剥離され、またＵ曲部を通過して濾過シート２の下面に付着する状態で剥離される。自重で剥離されるスラッジケーキＳは、スクレーパーを使用することなく濾過シート２の表面から剥離できる。本発明の分離装置は、濾過シート２を弛緩状態として両側の駆動線材１２で移動させるので、スクレーパーを使用しないで剥離できることは、極めて好都合である。それは、弛緩状態にある濾過シート２はフラットな状態で移送されないので、全面にスクレーパーを密着して掻き取ることが難しいからである。
【００４５】
ただ、濾過シート２の表面に、弾性変形する柔軟なスクレーパー１６を接触させて、局部的に剥離されないで残存するスラッジケーキＳを除去することはできる。このスクレーパー１６は、濾過シート２の全面に接触する必要はなく、弾性変形する櫛型、あるいは多数の弾性線材を部分的に濾過シート２の表面に軽く接触させる構造として、局部的に残存するスラッジケーキＳを濾過シート２から簡単に剥離できる。
【００４６】
制御回路４は、モータ３の回転を制御して、溜部１３の切削研削液Ｌがオーバーフローしないように、溜部１３の液面レベルを所定の範囲に保持する。図１の制御回路４は、溜部１３に蓄える切削研削液Ｌの液面レベルをレベルセンサ１７で検出して、レベルセンサ１７からの信号でモータ３の回転を制御する。制御回路４は、レベルセンサ１７で検出する検出レベルが設定レベルまで上昇するとモータ３の回転を開始して移送ベルト１０を移動させる。モータ３の回転時間は、制御回路４に設けているタイマー１８で特定される。タイマー１８は、モータ３の回転時間を記憶しており、設定時間をモータ３の回転時間としている。濾過シート２はモータ３が回転される状態で移動される。したがって、タイマー１８の設定時間によってモータ３が回転される時間は、溜部１３に移動する濾過シート２の移動量を特定する。濾過シート２は、タイマー１８の設定時間移動されて、溜部１３の一部に、スラッジケーキＳの除去された濾過シート２を移動させる。タイマー１８の設定時間に、溜部１３の一部にスラッジケーキＳの除去された濾過シート２を移動する方法は、溜部１３にスラッジケーキＳの除去された濾過シート２を移動した直後において、溜部１３の切削研削液Ｌは、スラッジケーキＳの除去された濾過シート２のみでなく、スラッジケーキＳを堆積している濾過シート２によっても濾過される。この方法は、スラッジケーキＳの堆積された濾過シート２で微細なスラッジを濾過して捕集効率を高くできる。ただし、本発明の分離装置は、タイマーの設定時間を、溜部の全体にスラッジケーキＳの除去された濾過シートを移動する時間に設定することもできる。この分離装置は、溜部の全体にスラッジケーキＳの除去されない濾過シートを移動させるので、濾過シートが移動された状態で切削研削液の単位時間の濾過量を多くして、切削研削液の液面レベルを速やかに低下できる。
【００４７】
制御回路４は、タイマー１８によらずレベルセンサ１７の信号でモータ３の回転を停止することもできる。この制御回路４は、レベルセンサ１７の検出レベルが設定レベルを越えるとモータ３の回転を開始し、検出レベルがあらかじめ設定している最低レベル以下になるとモータ３の回転を停止する。モータ３の回転が開始されると、スラッジケーキＳの除去された濾過シート２が溜部１３に移動して、濾過シート２の単位時間の濾過量が増加して液面レベルは低下する。液面レベルが最低レベルまで低下してモータ３の回転が停止されると、溜部１３に移動された濾過シート２が切削研削液Ｌを濾過してスラッジを表面に堆積させてスラッジケーキＳを形成する。濾過シート２の表面に堆積するスラッジケーキＳは、濾材となって微細なスラッジを濾過して堆積させる。スラッジが堆積するにしたがって濾過シート２の単位時間の濾過量が減少すると液面レベルが上昇する。液面レベルが設定レベルまで上昇すると、再びモータ３が回転してスラッジケーキＳの除去された濾過シート２を溜部１３に移動させる。
【００４８】
濾過シート２から剥離されるスラッジケーキＳは、厚くして濾過シート２から綺麗に剥離できる。一体的に集合して自重で剥離されるからである。スラッジケーキＳは、例えば１．５ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以上に厚くして、濾過シート２の表面から理想的な状態で剥離できる。溜部１３から排出される濾過シート２表面に堆積されるスラッジケーキＳの厚さは、濾過シート２の網目の大きさと、溜部１３に蓄える切削研削液Ｌの容積と、濾過シート２の移動量と、切削研削液Ｌのスラッジ含有量とで特定される。濾過シート２の網目を小さく、溜部１３の容積を大きく、濾過シート２の移動量を少なくして排出される濾過シート２の表面に堆積するスラッジケーキＳは厚くなる。たとえば、濾過シート２の網目を１５０μｍ、溜部１３の容積を５リットル、１分間に溜部１３に移動させる濾過シート２の移動量を１ｃｍとして、溜部１３から排出される濾過シート２の表面に堆積するスラッジケーキＳの厚さは、３ｍｍ〜５ｍｍとなって、濾過シート２の表面から極めて綺麗に剥離できる。
【００４９】
レベルセンサ１７で濾過シート２の移動を制御する制御回路４は、溜部１３からの切削研削液Ｌのオーバーフローを確実に防止できる。ただ、本発明のスラッジ分離装置は、レベルセンサを使用することなく、タイマー１８で濾過シート２の移動と停止を繰り返すデューティーを特定して溜部１３の液面レベルを制御し、あるいは濾過シート２の移動量をコントロールして液面レベルをコントロールすることもできる。タイマー１８で濾過シート２の移動と停止を繰り返すデューティーを特定して溜部１３の液面レベルを制御する制御回路４は、停止時間に対する移動時間を長くして液面レベルを低下でき、また濾過シート２の移動量をコントロールして液面レベルをコントロールする制御回路４は、濾過シート２の移動速度を速くして溜部１３の液面レベルを低くできるからである。これ等の制御回路４は、溜部１３の切削研削液Ｌがオーバーフローしないように、デューティーを特定し、あるいは濾過シート２の移動速度を特定して、溜部１３の液面レベルを設定範囲以下にコントロールする。
【００５０】
受液槽６は、上側移送ベルト１０Ａと下側移送ベルト１０Ｂの間で、溜部１３と排出スロープ部１４の下方に配置されて、濾過シート２を透過した清澄な濾過液Ｒを外部に漏らさず受け止める。受液槽６は、排出部に向かって下り勾配に傾斜する底板を有し、排出部に排出管１９を介して濾過タンク７に連結している。濾過タンク７は、底部の排出口に循環ポンプ８を連結しており、循環ポンプ８でもって清澄な濾過液Ｒを工作機械３０に循環する。
【００５１】
以上のスラッジ分離装置は、以下の工程で切削研削液Ｌを濾過して含まれるスラッジを分離して清澄な切削研削液Ｌに再生する。
スラッジ分離装置は、工作機械３０から排出される切削研削液Ｌを濾過し、スラッジを分離して清澄な切削研削液Ｌとして工作機械３０に循環する。切削研削液Ｌは、ベルトコンベア１の移送ベルト１０に設けている溜部１３に供給される。溜部１３は、駆動線材１２のチェーン１２Ａに濾過シート２を弛緩状態で連結して設けられる。溜部１３に供給される切削研削液Ｌがオーバーフローしないように、溜部１３の液面レベルは設定範囲にコントロールされる。溜部１３の液面レベルは、濾過シート２の移動をコントロールして制御される。液面レベルが上昇すると濾過シート２を移動して、スラッジケーキＳの除去された濾過シート２を溜部１３に移動させる。スラッジケーキＳの除去された濾過シート２は、単位時間の濾過量が多く液面レベルを低下させる。溜部１３で濾過された濾過シート２の表面に堆積されたスラッジケーキＳは、濾過シート２が移動されて排出スロープ部１４で溜部１３から排出される。溜部１３から排出されたスラッジケーキＳは、剥離部１５において濾過シート２から剥離して除去される。溜部１３で濾過シート２を透過した切削研削液Ｌは、スラッジケーキＳが除去されて清澄な濾過液Ｒとなって受液槽６に落下する。受液槽６の清澄な切削研削液Ｌは、濾過タンク７から循環ポンプ８を介して工作機械３０に循環して使用される。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のスラッジ分離装置は、切削機や研削機等の工作機械に連結されて、工作機械から排出される切削研削液からスラッジを分離して清澄な切削研削液として工作機械で有効に再利用する装置に利用される。
【符号の説明】
【００５３】
１００…スラッジ分離装置
１…ベルトコンベア
２…濾過シート
３…モータ
４…制御回路
５…供給機
６…受液槽
７…濾過タンク
８…循環ポンプ
９…移送ガイド
９Ａ…ガイド溝
１０…移送ベルト
１０Ａ…上側移送ベルト
１０Ｂ…下側移送ベルト
１１…駆動輪
１１Ａ…スプロケット
１２…駆動線材
１２Ａ…チェーン
１３…溜部
１４…排出スロープ部
１５…剥離部
１６…スクレーパー
１７…レベルセンサ
１８…タイマー
１９…排出管
２１…側板
３０…工作機械
８１…ペーパーフィルター
８２…ディスク
８３…溜部
８４…スクレーパー
８５…エンドレスベルト
８６…フィルタ送り機構
９４…分離槽
９５…非磁性プレート
９５Ａ…吸引部
９５Ｂ…傾斜部
９５Ｃ…落下部
９６…磁気コンベア
Ｌ…切削研削液
Ｒ…濾過液
Ｓ…スラッジケーキ
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月25日(2017.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
網目を５０μｍ以上であって３００μｍ以下とする無端ベルト状の濾過シートをスラッジの移送ベルトとするベルトコンベアと、
前記ベルトコンベアを駆動するモータと、
前記モータの回転を制御する制御回路と、
前記移送ベルト上にスラッジを含む切削研削液を供給する供給機とを備え、
前記ベルトコンベアは、前記モータに回転されて前記移送ベルトを移動させる駆動輪を備え、
前記移送ベルトは、前記濾過シートの幅方向の両側にループ状の駆動線材が連結され、
前記駆動線材は前記駆動輪に連結されて、前記駆動輪で前記移送ベルトが移動され、
前記濾過シートの横幅は、幅方向の両側に配置してなる前記駆動線材の間隔よりも広く、
前記ベルトコンベアの移送ベルトは、前記濾過シートが前記駆動線材に弛緩状態に連結されて、前記供給機から供給される切削研削液を蓄えて重力濾過する溜部と、
前記溜部の排出側に設けられて、前記移送ベルトが移動方向に上り勾配に移動して、前記溜部で重力濾過されたスラッジケーキを前記溜部から排出する排出スロープ部と、
前記排出スロープ部の排出側に設けられて前記移送ベルトの表面に付着するスラッジケーキを除去するＵ曲部を含む剥離部とを有し、
前記溜部の液面レベルが、前記制御回路による前記モータの制御で前記移送ベルトの移動がコントロールされて所定の範囲に調整され、
前記溜部において、切削研削液が重力濾過されて前記濾過シートの表面に堆積されるスラッジケーキが、前記排出スロープ部でもって前記溜部から排出されて、前記剥離部において、非フラット状態で移送される前記移送ベルト表面に堆積するスラッジケーキが、前記Ｕ曲部ないしＵ曲部の通過部分で一体となって自重で剥離されて前記濾過シートから分離されるようにしてなることを特徴とする切削研削液のスラッジ分離装置。
【請求項２】
請求項１に記載される切削研削液のスラッジ分離装置であって、
前記濾過シートの表面に弾性変形して接触するスクレーパーを備え、前記スクレーパーが弾性変形して前記濾過シートに部分的に接触して、局部的に残存するスラッジケーキを前記濾過シートから剥離するようにしてなることを特徴とする切削研削液のスラッジ分離装置。
【請求項３】
請求項１に記載される切削研削液のスラッジ分離装置であって、
前記駆動線材がチェーンで、前記駆動輪がスプロケットとしてなることを特徴とする切削研削液のスラッジ分離装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載される切削研削液のスラッジ分離装置であって、
前記濾過シートが、濾布の裏面に、濾布で濾過された切削研削液を透過させる補強シートを積層してなる多層シートである切削研削液のスラッジ分離装置。
【請求項５】
濾過シートの上にスラッジを含有する切削研削液を供給し、前記濾過シートで切削研削液を濾過して含有するスラッジを分離する切削研削液のスラッジ分離方法において、
前記濾過シートに、網目を５０μｍ以上であって３００μｍ以下とする無端ベルト状の濾材を使用すると共に、前記濾過シートの幅方向の両側に駆動線材を連結すると共に、前記濾過シートの横幅を前記駆動線材の間隔よりも広くし、この駆動線材でもって前記濾過シートを弛緩状態で水平方向に移動して、上から供給される切削研削液の溜部を設け、この溜部で切削研削液を重力濾過して、前記濾過シートの表面にスラッジケーキを堆積し、
前記溜部で前記濾過シートの表面に堆積されたスラッジケーキを前記濾過シートを上り勾配に移動させる排出スロープ部で外部に排出し、前記排出スロープ部の排出側に設けてなるＵ曲部を含む剥離部で前記濾過シートから剥離すると共に、前記剥離部において、非フラット状態で移送される前記移送ベルト表面に堆積するスラッジケーキを、前記Ｕ曲部ないしＵ曲部の通過部分で一体として自重で剥離して前記濾過シートから分離することを特徴とする切削研削液のスラッジ分離方法。
【請求項６】
請求項５に記載される切削研削液のスラッジ分離方法であって、
前記濾過シートの表面に接触するように弾性変形するスクレーパーを設け、前記スクレーパーを前記濾過シートに部分的に接触させて、局部的に残存するスラッジケーキを前記濾過シートから剥離することを特徴とする切削研削液のスラッジ分離方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載される切削研削液のスラッジ分離方法であって、
前記溜部において、前記濾過シートの表面に堆積するスラッジケーキの厚さを１．５ｍｍ以上として排出スロープ部から排出することを特徴とする切削研削液のスラッジ分離方法。