(57)【要約】【課題】分離槽を必要とせずに、クーラントタンク内で浮上した油分をクーラント液と分離して回収することが可能な油分回収装置を提供すること。【解決手段】油分回収装置は、油分を含むクーラント液を貯留する貯留部と、貯留部に貯留されるクーラント液の液面に対して予め定められた角度をなす第１方向に延在する第１部材と、第１方向に対して予め定められた角度をなす方向において第１部材の外側に配置され、第１方向に複数の歯部を有する第２部材と、第１部材の一部を周回運動させる駆動部と、第１部材における一部以外の部分を一部と同じ周回運動させるように規制することによって、貯留部に貯留されるクーラント液に浸して第１部材に付着した油分を歯部に移動可能にする移動規制部と、歯部に移動した油分を回収する回収部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油分を含むクーラント液を貯留する貯留部と、
前記貯留部に貯留される前記クーラント液の液面に対して予め定められた角度をなす第１方向に延在する第１部材と、
前記第１方向に対して予め定められた角度をなす方向において前記第１部材の外側に配置され、前記第１方向に複数の歯部を有する第２部材と、
前記第１部材の一部を周回運動させる駆動部と、
前記第１部材における前記一部以外の部分を前記一部と同じ周回運動させるように規制することによって、前記貯留部に貯留される前記クーラント液に浸して前記第１部材に付着した前記油分を前記歯部に移動可能にする移動規制部と、
前記歯部に移動した前記油分を回収する回収部と、
を備える、油分回収装置。
【請求項２】
前記歯部は、前記第１部材の下端部に対応する位置まで設けられている、請求項１に記載の油分回収装置。
【請求項３】
前記移動規制部は、前記第１部材を前記第１方向に案内するリニアガイドと、前記第１方向および前記第１部材の前記外側の方向に対して予め定められた角度をなす第２方向に前記第１部材を案内するガイドプレートとを有する、請求項１または２に記載の油分回収装置。
【請求項４】
前記リニアガイドは、前記第１部材の前記第２方向の動きを規制し、
前記ガイドプレートは、前記第１部材の前記第１方向の動きを規制する、請求項３に記載の油分回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、油分回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削等の機械加工を行う加工装置では、工具を冷却するクーラント液を循環させて再利用する場合がある。この場合、クーラント液は、製品等の加工時に使用された後、貯水槽であるクーラントタンクに回収されて再利用される。
【０００３】
ところで、加工装置では加工を滑らかに行うため、潤滑油等が使用されている。そのため、クーラントタンクにクーラント液が回収されるとき、潤滑油等の油分が混入した状態で回収される。クーラントタンク内では、油分は、クーラント液との比重差によって浮上する。この浮上した油分をそのままにしておくと、クーラント液の劣化・腐敗が進行し、結果的に加工品の加工品質の低下につながる。そのため、クーラント液を再利用する場合には、浮上した油分を回収する必要がある。
【０００４】
浮上した油分を回収する油分回収装置として、ベルト式のオイルスキマーが広く知られている（例えば、特許文献１）。ベルト式のオイルスキマーは、上下に離隔して配置された一対のプーリと、これらの間に捲回された無端ベルトとを有する。上側のプーリは、クーラント液の液面の上方に設けられ、クーラントタンクの蓋部に固定された駆動モーターに取り付けられる。下側のプーリは、錘としてクーラントタンク内部のクーラント液に浸され、これにより無端ベルトに一定の張力が付与される。上側のプーリを回転駆動して無端ベルトを回転させると、無端ベルトがクーラント液に浸入するとき、および無端ベルトがクーラント液から排出されるときに、クーラント液の液面の油分が無端ベルトに付着して回収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２４６００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記ベルト式のオイルスキマーでは、無端ベルトに油分だけでなくクーラント液も一緒に付着してしまう。そのため、無端ベルトに付着して回収された油分からクーラントを分離するための分離槽が別途必要であるという問題があった。分離槽では、比重差によって、油分とクーラント液とに分離される。分離槽で分離されたクーラント液は、クーラントタンクに戻される。一方、分離槽で分離された油分は、廃油口から排出される。
【０００７】
本開示の目的は、分離槽を必要とせずに、クーラントタンク内で浮上した油分をクーラント液と分離して回収することが可能な油分回収装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係る油分回収装置は、
油分を含むクーラント液を貯留する貯留部と、
前記貯留部に貯留される前記クーラント液の液面に対して予め定められた角度をなす第１方向に延在する第１部材と、
前記第１方向に対して予め定められた角度をなす方向において前記第１部材の外側に配置され、前記第１方向に複数の歯部を有する第２部材と、
前記第１部材の一部を周回運動させる駆動部と、
前記第１部材における前記一部以外の部分を前記一部と同じ周回運動させるように規制することによって、前記貯留部に貯留される前記クーラント液に浸して前記第１部材に付着した前記油分を前記歯部に移動可能にする移動規制部と、
前記歯部に移動した前記油分を回収する回収部と、
を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、分離槽を必要とせずに、クーラントタンク内で浮上した油分をクーラント液と分離して回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の一実施の形態における油分回収装置の全体構造を示す図
【図２】本実施の形態における油分回収装置の概略側面図
【図３Ａ】本実施の形態における浮上油回収板の周回運動を説明する図
【図３Ｂ】本実施の形態における浮上油回収板の周回運動を説明する図
【図３Ｃ】本実施の形態における浮上油回収板の周回運動を説明する図
【図３Ｄ】本実施の形態における浮上油回収板の周回運動を説明する図
【図４】油分が回収部まで移動する経路を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態における油分回収装置１００の構成を示す図である。図２は、本実施の形態における油分回収装置１００の概略側面図である。なお、図１、図２および図４には、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が描かれている。以下の説明では、図１における左右方向をＸ方向又は第２方向といい、右方向を「＋Ｘ方向」、左方向を「−Ｘ方向」という。また、図１における上下方向をＹ方向又は第１方向といい、上方向を「＋Ｙ方向」、下方向を「−Ｙ方向」という。さらに、図１において紙面に垂直な方向をＺ方向といい、手前方向を「＋Ｚ方向」、奥方向を「−Ｚ方向」という。
【００１２】
図１に示すように、油分回収装置１００は、クーラントタンク１２０（本発明の「貯留部」に対応）、鋸歯部材１４０（本発明の「第２部材」に対応）、浮上油回収板１５０（本発明の「第１部材」に対応）、回転部材１６０、駆動部１７０（図２参照）、移動規制部１８０および回収部１９０を備える。
【００１３】
クーラントタンク１２０は、油分を含むクーラント液１３０を貯留する。クーラント液１３０は、切削等の機械加工を行う加工装置において工具を冷却するために使用される。クーラント液１３０は、加工装置において製品等の加工時に使用された後、クーラントタンク１２０に回収される。加工装置では加工を滑らかに行うため、潤滑油等が使用されている。そのため、クーラントタンク１２０にクーラント液１３０が回収されるとき、潤滑油等の油分が混入した状態で回収される。クーラントタンク１２０内では、油分は、クーラント液１３０との比重差によって浮上する。
【００１４】
浮上油回収板１５０は、クーラントタンク１２０に貯留されるクーラント液１３０の液面に垂直なＹ方向（図１における上下方向、第１方向）に延在する金属製の平板部材である。本実施の形態では、浮上油回収板１５０は、ステンレスの薄板である。浮上油回収板１５０の上端部１５１には、図２に示すように、貫通孔１５２が設けられる。貫通孔１５２には、駆動軸１５６がＺ方向（図２における左右方向）に挿入される。駆動軸１５６の一端部（図２における左端部）には第１ガイドベアリング１５３が設けられる。
【００１５】
浮上油回収板１５０の上端部１５１には、図１に示すように、２つの第２ガイドベアリング１５４が設けられる。仮に浮上油回収板１５０の上端部１５１に、Ｘ方向（図１における左右方向）に互いに離間する位置に２つの底角が設けられる二等辺三角形を描いた場合、第１ガイドベアリング１５３は二等辺三角形における頂角の頂点位置に配置される。２つの第２ガイドベアリング１５４は、上記の二等辺三角形における底角の頂点位置に配置される。
【００１６】
鋸歯部材１４０は、Ｙ方向（第１方向）に直交するＺ方向（図２における左右方向）において浮上油回収板１５０の＋Ｚ方向（図２における左側）および−Ｚ方向（図２における右側）に固定して配置される。鋸歯部材１４０は、Ｙ方向（図１における上下方向、第１方向）に複数の鋸状の歯部１４４を有する。歯部１４４は、浮上油回収板１５０の下端部１５５に対応する位置まで設けられている。
【００１７】
回転部材１６０は、駆動軸１５６の他端部（図２における右端部）に接続される。回転部材１６０には、図示しない制御部の制御下において回転部材１６０を図１における時計回り方向に回転駆動させる駆動部１７０（例えば、モーター）が接続される（図２を参照）。駆動部１７０はベース部材１７１に支持される（図２参照）。駆動軸１５６は、駆動部１７０により回転部材１６０と一体的に回転駆動される。駆動軸１５６が浮上油回収板１５０の貫通孔１５２に挿入されるため、駆動軸１５６が回転駆動される場合、浮上油回収板１５０の上端部１５１は周回運動（図１中の一点鎖線で示す軌道に沿った円運動）する。
【００１８】
移動規制部１８０は、図１に示すように、リニアガイド１８１およびガイドプレート１８４を有するＬＭガイドである。リニアガイド１８１はレール１８２およびブロック１８３を有している。レール１８２はベース部材１７１に固定される。レール１８２は、ブロック１８３を図１における上下方向（Ｙ方向、第１方向）に案内する。ブロック１８３にはガイドプレート１８４の−Ｘ方向端部（図１における左端部）が固定される。これにより、リニアガイド１８１は、浮上油回収板１５０をガイドプレート１８４、第１ガイドベアリング１５３および第２ガイドベアリング１５４を介して図１における上下方向（Ｙ方向、第１方向）に案内する。換言すれば、リニアガイド１８１は、浮上油回収板１５０の図１における上下方向以外（例えば、Ｘ方向、第２方向）の動きや、傾きを規制する。
【００１９】
ガイドプレート１８４は、図１に示すように、Ｘ方向に延在している。ガイドプレート１８４の一側縁（図１における上側縁）には第１ガイドベアリング１５３が転動可能に接している。ガイドプレート１８４の他側縁（図１における下側縁）には２つの第２ガイドベアリング１５４が転動可能に接している。つまり、移動規制部１８０は、ガイドプレート１８４が第１ガイドベアリング１５３と２つの第２ガイドベアリング１５４とにより上下方向から挟み込まれた構造を有している。この構造により、浮上油回収板１５０が図１における左右方向（Ｘ方向、第２方向）に案内される。換言すれば、上記の構成は、浮上油回収板１５０の図１における左右方向以外（例えば、Ｙ方向、第１方向）の動きや、傾きを規制する。
【００２０】
以上により、移動規制部１８０は、浮上油回収板１５０における上端部１５１以外の部分を、浮上油回収板１５０の上端部１５１の周回運動の方向に対して平行な方向に案内する。つまり、移動規制部１８０は、浮上油回収板１５０がどの位置でも駆動軸１５６と同じ周回運動するように浮上油回収板１５０を案内する。
【００２１】
回収部１９０は、図１に示すように、鋸歯部材１４０の＋Ｘ方向（図１における右側）に固定して配置される。
【００２２】
次に、油分回収装置１００の動作について説明する。駆動部１７０は、制御部の制御を受けて、回転部材１６０を回転駆動させる。これにより、回転部材１６０に接続された駆動軸１５６ひいては駆動軸１５６が挿入された浮上油回収板１５０の上端部１５１は周回運動する。移動規制部１８０によって浮上油回収板１５０がどの位置でも駆動軸１５６と同じ周回運動するように案内されるため、浮上油回収板１５０の全体は、浮上油回収板１５０の面上と平行な面上で、鋸歯部材１４０に対して周回運動する。
【００２３】
以上のように、本実施の形態では、駆動軸１５６、回転部材１６０、駆動部１７０、移動規制部１８０によって、鋸歯部材１４０に対して浮上油回収板１５０を周回運動させる周回機構が実現される。図３は、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄの順で浮上油回収板１５０が鋸歯部材１４０に対して時計回り方向に周回運動している様子を示している。
【００２４】
浮上油回収板１５０が周回運動することによって、浮上油回収板１５０がクーラントタンク１２０に貯留されているクーラント液１３０に浸される結果、クーラント液１３０の上面の油分（油膜）が浮上油回収板１５０に付着する。エマルジョン化した油分の微細粒子も浮上油回収板１５０に付着する。
【００２５】
その後、浮上油回収板１５０が周回運動することによって、浮上油回収板１５０のうち油分が付着した部分が歯部１４４の上辺に接触し、当該油分は、歯部１４４の上辺に移動する（載る）。本実施の形態では、浮上油回収板１５０はどの位置でも駆動軸１５６と同じ周回運動するため、例えば、浮上油回収板１５０の下端部１５５でも、例えば上端部１５１（駆動軸１５６が挿入される端部）と同等の量の油分を付着させて、下端部１５５に対応する位置に設けられた歯部１４４の上辺に移動させることができる。
【００２６】
その後、浮上油回収板１５０が周回運動することによって、歯部１４４の上辺に移動した油分は、再び浮上油回収板１５０に付着する。そのため、浮上油回収板１５０の周回運動（周回サイクル）毎に、浮上油回収板１５０に付着した油分は、より上方に位置する歯部１４４の上辺に移動する。本実施の形態では、浮上油回収板１５０の周回方向を考慮し、歯部１４４の上辺を水平ではなく傾けることで、周回サイクル毎の油分の移動をスムーズにしている。また、歯部１４４は、端部において鋭角をつくるような形状、すなわち浮上油回収板１５０との接触面積が小さくなるような形状を有するため、浮上油回収板１５０の表面から油分の落下を最小限に留めることができる。仮に、端部において浮上油回収板１５０との接触面積が大きいと，接触部分で油分が掻き落とされてしまう。
【００２７】
その後、浮上油回収板１５０が周回運動することによって、浮上油回収板１５０に付着した油分は、最上方に位置する歯部１４４の上辺まで移動する。
【００２８】
そして、最上方に位置する歯部１４４の上辺まで移動した油分は、浮上油回収板１５０が周回運動することによって、最上方に位置する歯部１４４の上辺の一端部から他端部へ移動し、他端部から回収部１９０（図１参照）に向けて流れ落ちる。回収部１９０は、歯部１４４の上辺の他端部から流れ落ちた油分を回収する。例えば、回収部１９０で回収された油分は、廃油口から排出される。
【００２９】
図４は、浮上油回収板１５０に付着した油分が回収部１９０まで移動する経路を説明する図である。図４に実線の矢印で示すように、浮上油回収板１５０が周回運動することによって、浮上油回収板１５０の図４における左右方向（Ｘ方向、第２方向）の振幅が、浮上油回収板１５０の上下方向のいずれの位置において同等になる。このことは、上下方向のいずれの位置に設けられた歯部１４４に対しても浮上油回収板１５０が同じ振幅で運動をすることを意味する。これにより、浮上油回収板１５０の下端部１５５であっても十分な量の油分が付着する。そして、浮上油回収板１５０に付着した十分な量の油分は、図４中の点線の矢印で示すように、浮上油回収板１５０が周回運動することによって、下端部１５５に対応する位置に設けられる歯部１４４ａの上辺に移動する。そして、歯部１４４ａの上辺に移動した油分は、浮上油回収板１５０が周回運動することによって、再び浮上油回収板１５０に付着する。そして、浮上油回収板１５０に付着した十分な量の油分は、浮上油回収板１５０が周回運動することによって、歯部１４４ｂの上辺に移動する。以後、浮上油回収板１５０の周回運動によって、油分は、歯部１４４ｃ，１４４ｄ，１４４ｅ，１４４ｆ，１４４ｇ，１４４ｈ，１４４ｉ，１４４ｊ，１４４ｋの上辺に順次移動する。
【００３０】
そして、最上方に位置する歯部１４４ｋの上辺まで移動した油分は、浮上油回収板１５０が周回運動することによって、上辺の一端部（図４における左端部）から他端部（図４における右端部）の方向へ所定の距離（駆動軸１５６の回転半径に相当する距離）ずつ移動する。その後、他端部に移動した油分は、他端部から回収部１９０（図１参照）に向けて流れ落ちる。
【００３１】
以上のように、本実施の形態に係る油分回収装置１００によれば、油分を含むクーラント液１３０を貯留するクーラントタンク１２０と、クーラントタンク１２０に貯留されるクーラント液１３０の液面に垂直な第１方向に延在する浮上油回収板１５０と、第１方向に直交する方向において第１部材の外側に配置され、第１方向に複数の歯部を有する鋸歯部材１４０と、鋸歯部材１４０に対して浮上油回収板１５０の全体を同じ周回運動させることによって、クーラントタンク１２０に貯留されるクーラント液１３０に浸して浮上油回収板１５０に付着した油分を歯部に移動させる周回機構と、歯部に移動した油分を回収する回収部１９０と、を備える。浮上油回収板１５０が周回運動することによって、浮上油回収板１５０に付着した油分が歯部１４４の上辺に移動する。そして、上辺に移動した油分がより上方に位置する歯部１４４の上辺に移動する。そして、最上方に位置する歯部１４４の上辺まで移動した油分が回収部１９０に回収される。これにより、分離槽を必要とせずに、クーラントタンク１２０内で浮上した油分をクーラント液１３０と分離して回収することができる。
【００３２】
また、本実施の形態にかかる油分回収装置１００によれば、浮上油回収板１５０の上端部１５１を周回運動させる駆動部１７０と、浮上油回収板１５０における上端部１５１以外の部分を周回運動の方向に対して平行な方向に案内する移動規制部１８０とを備える。これにより、浮上油回収板１５０はどの位置でも駆動軸１５６と同じ周回運動するため、例えば、浮上油回収板１５０の図１における下端部１５５でも、例えば上端部１５１（駆動軸１５６が挿入される端部）と同等の量の油分を付着させて、歯部１４４の上辺に移動させることができる。
【００３３】
また、本実施の形態にかかる油分回収装置１００によれば、クーラントタンク１２０の底が浅い場合であっても、浮上油回収板１５０の下端部１５５をクーラント液１３０に浸して、下端部１５５に付着した油分を回収することが可能となる。
【００３４】
なお、上記実施の形態にかかる油分回収装置１００では、最上方に位置する歯部１４４ｋの上辺まで移動した油分が回収部１９０に回収されやすくする観点から、歯部１４４ｋの上辺を図１における右方向に対して下方向に傾斜させてもよい。また、歯部１４４ｋの上辺に沿って、上辺まで移動した油分を上辺の一端部（図１における左端部）から他端部（図１における右端部）に導く回収溝が設けられてもよい。
【００３５】
また、上記実施の形態では、浮上油回収板１５０を、クーラント液１３０の液面に垂直な方向に延在したが、本発明はこれに限らず、例えば液面に垂直な方向に対して傾斜する方向に延在してもよい。また、鋸歯部材１４０を、Ｙ方向（第１方向）に直交する方向において浮上油回収板１５０の外側に固定したが、本発明はこれに限らず、例えばＹ方向に対して所定の角度をなす方向において浮上油回収板１５０の外側に固定してもよい。また、移動規制部１８０による浮上油回収板１５０が案内される方向をＸ方向（第２方向）としたが、本発明はこれに限らず、例えばＸ方向に対して所定の角度をなす方向であってもよい。
【００３６】
また、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本開示は、分離槽を必要とせずに、クーラントタンク内で浮上した油分をクーラント液と分離して回収することが要求される油分回収装置として有用である。
【符号の説明】
【００３８】
１００  油分回収装置
１２０  クーラントタンク
１３０  クーラント液
１４０  鋸歯部材
１５０  浮上油回収板
１５１  上端部
１５２  貫通孔
１５３  第１ガイドベアリング
１５４  第２ガイドベアリング
１５５  下端部
１５６  駆動軸
１６０  回転部材
１７０  駆動部
１８０  移動規制部
１８１  リニアガイド
１８２  レール
１８３  ブロック
１８４  ガイドプレート
１９０  回収部
【図１】
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【図２】
2019051474.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2019051474.tif 000006
【図３Ｃ】
2019051474.tif 000007
【図３Ｄ】
2019051474.tif 000008
【図４】
2019051474.tif 000009