(57)【要約】【課題】鉄片、切粉、磁性体等の削り屑の大きさ等に対応して削り屑の運搬効率をあげること。【解決手段】電圧印加回路３０は、搬送パターンを選択可能なパターン選択回路３１と、パターン選択回路３１からの指令信号に従って電圧値及び/又は周波数が周期的に変化する３相電圧を３相コイル２２A、２２B、２２C、２２Dに印加するインバータ３２とを備え、３相コイル２２A、２２B、２２C、２２Dに流れる３相交流電流により発生する変動磁界により削り屑を不動搬送面１５aに磁気吸着させながら搬送方向aへ搬送する。【選択図】図４
2007175795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体と電圧印加回路とを備える削り屑搬送装置であって、
前記装置本体は、
削り屑の搬送方向に沿って配置される鉄芯と、
１相ごとにかつ１組ごとに前記搬送方向における位置をずらして前記鉄芯に巻回される複数組からなるn相コイル（n:２以上の整数）であって、n相交流電流が流れることによって変動磁界を発生するn相コイルとを備え、
前記電圧印加回路は、
搬送パターンを選択可能なパターン選択回路と、該パターン選択回路からの指令信号に従って電圧値及び/又は周波数が周期的に変化するn相電圧を前記n相コイルに印加するインバータとを備え、
前記n相コイルに流れるn相交流電流により発生する変動磁界により削り屑を不動搬送面に磁気吸着させながら前記搬送方向へ搬送する
ことを特徴とする削り屑搬送装置。
【請求項２】
前記電圧値及び/又は周波数が周期的に変化するn相電圧は、電圧値が零と所定値とに交互に変化するn相電圧を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の削り屑搬送装置。
【請求項３】
前記装置本体は複数の単位ブロックに分割され、各単位ブロックに１対１に対応して前記電圧印加回路が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の削り屑搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削作業や研削作業などで発生した切粉や鉄粉など磁性体からなる削り屑をタンクから排出する削り屑搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削盤又は研削盤等の成形機械で削り取られた切粉・鉄粉等削り屑は、成形機械を冷却するための冷却液を利用してタンクに回収される。タンク内の冷却液は循環されることから、通常、削り屑を含まないように、削り屑を除去した上でタンクから循環させるようにしている。従来から、タンク内の削り屑を除去するための装置として、図６及び図７に示すような切粉・鉄粉分離除去装置５０が知られており、この切粉・鉄粉分離除去装置５０には、回転可能な吸着ドラム型のオイルセパレータ５５と呼ばれるものが使用されていた。このオイルセパレータ５５は、特許文献１にも示されているように、吸着ドラム５６の内壁面に多数の鉄板５７を設置し、これらの鉄板５７に対向して永久磁石５８を設置し、吸着ドラム５６の回転により回転移動する鉄板５７に、永久磁石５８が追従して回転移動できるように設置している。また、吸着ドラム５６の内側の所定位置には、永久磁石５８によって磁化された鉄板５７を消磁するための消磁装置として電磁石５９が、鉄板５７に対向するように設置されている。
【０００３】
図７に示すように、このオイルセパレータ５５を使用する切粉・鉄粉分離除去装置５０は、通常、タンク５１内を切粉・鉄粉回収部５２と冷却液送給部５３とに２分割するとともに、オイルセパレータ５５は切粉・鉄粉回収部５２側に配置される。切削盤又は研削盤等の成形機械５４から、循環する冷却液とともにタンク５１内に回収された切粉・鉄粉は、オイルセパレータ５５によって永久磁石５８で吸着ドラム５６に吸着され、シュートの部位において排出される。
【０００４】
これによって、切粉・鉄粉が除去された冷却液は冷却液送給部５３に戻され、冷却液はタンク５１から成形機械５４内に循環される。
【特許文献１】特開平５−５７２１１号公報（第２、第３頁、図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されているオイルセパレータ５５は、希土類の磁石を使用しているため磁力が大きく、また複雑に構成されていることからコスト高となっていた。しかもこのオイルセパレータ５５を使用する切粉・鉄粉分離除去装置５０は、タンク５１を２分割に構成するとともに切粉・鉄粉を切削盤５４からタンク５１に戻すためのポンプ６０と、タンク５１内の切粉・鉄粉をオイルセパレータ５５に吸引するポンプ６１とを備えることになるから、部品点数が多くコスト高となっていた。しかも、吸着ドラム５６内に可動部を有していることからメンテナンスの必要が生じて手間のかかることとなっていた。
【０００６】
本発明は、簡単かつ廉価な構成でしかもメンテナンスフリーの削り屑搬送装置を提供することを目的とする。
【０００７】
さらに、本発明は、鉄片、切粉、磁性体等の削り屑の大きさ等に対応して削り屑の運搬効率をあげることを目的とする。また、本発明は、変動磁界により削り屑を不動搬送面に磁気吸着させながら搬送方向へ搬送する際に、削り屑が搬送面に固着して運搬効率が低下する場合がある点にかんがみ、搬送面に磁気吸着された削り屑同士の結合力を緩めたり強めたりして削り屑を搬送し易くし、運搬効率の向上を図る削り屑搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による削り屑搬送装置は、装置本体と電圧印加回路とを備える削り屑搬送装置であって、前記装置本体は、削り屑の搬送方向に沿って配置される鉄芯と、１相ごとにかつ１組ごとに前記搬送方向における位置をずらして前記鉄芯に巻回される複数組からなるn相コイル（n:２以上の整数）であって、n相交流電流が流れることによって変動磁界を発生するn相コイルとを備え、前記電圧印加回路は、搬送パターンを選択可能なパターン選択回路と、該パターン選択回路からの指令信号に従って電圧値及び/又は周波数が周期的に変化するn相電圧を前記n相コイルに印加するインバータとを備え、前記n相コイルに流れるn相交流電流により発生する変動磁界により削り屑を不動搬送面に磁気吸着させながら前記搬送方向へ搬送することを特徴とする。
【０００９】
本発明の削り屑搬送装置によると、n相コイルが発生する変動磁界を利用して削り屑を搬送させるよう構成されるため、簡単かつ廉価に構成できるとともに、可動部を有していないためメンテナンスフリーが可能となる。さらに、本発明の削り屑搬送装置は、パターン選択回路の指令信号を削り屑の大きさ等に基づいて選択し、このパターン選択回路からの指令信号に従って電圧値及び/又は周波数が周期的に変化するn相電圧をn相コイルに印加する、換言すると、n相電圧をスイープさせながらn相コイルに印加するようにしたため、鉄片、切粉、磁性体等の削り屑の大きさ等に適した搬送パターンを得ることができ削り屑の運搬効率をあげることが可能になるとともに、搬送面に磁気吸着された削り屑同士の結合力を緩めたり強めたりすることができるため、搬送面に削り屑が固着されたままとなる不具合が発生しにくくなり、運搬効率の向上を図ることができる。
【００１０】
ここで、前記電圧値及び/又は周波数が周期的に変化するn相電圧は、電圧値が零と所定値とに交互に変化するn相電圧を含んでいる。このようなn相電圧をn相コイルに印加した場合、所定値の電圧値の印加によって結合力が強まり搬送面に塊となった削り屑は、零の電圧値に変化したときに結合力が弱まることによってばらけるようになり、その後所定値の電圧値が印加されたときに、搬送され易くなる。
【００１１】
ここで、前記装置本体を複数の単位ブロックに分割し、各単位ブロックに１対１に対応して前記電圧印加回路を設けるようにすると、任意の個数の単位ブロックを組み合わせることによって、長い搬送路や短い搬送路を任意に作り出すことができ汎用性に優れた削り屑搬送装置を提供できるようになる。また、単位ブロックごとに電圧印加回路を設けることにより、個々の単位ブロックに適合した搬送パターンを得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る削り屑搬送装置が組み込まれた削り屑分離搬送システムの概略構成図を示す。
【００１３】
図１において、削り屑分離搬送システム１は、切削盤又は研削盤等の成形機械２（図１では研削盤）と、研削盤２にタンク３内の冷却液７を供給するためのポンプ４と、冷却液７、及び研削盤２で研削材（ワーク）を研削することによって発生した鉄粉等磁性削り屑を回収するタンク３と、一端がタンク３内に配置され、他端がタンク３外に配置され、タンク３内の削り屑を図示矢印a方向に搬送し、外部に排出するための削り屑搬送装置１０と、タンク３内の冷却液７を研削盤２に供給する冷却液供給路５と、研削盤２から冷却液７及び削り屑をタンク３内に回収するための冷却液・削り屑回収路６とを備える。
【００１４】
図２及び図３に示すように、削り屑搬送装置１０の装置本体４５は、３相コイルつまりU相コイル１１A、１１B、１１C、‥、V相コイル１２A、１２B、１２C、‥、W相コイル１３A、１３B、１３C、‥を巻回した鉄芯１４を密閉式のケース体１５の内部に収納して構成される。鉄芯１４は、磁性材の珪素鋼板あるいは鉄板を幅方向に積層して形成されており、鉄芯１４の上面には、搬送方向aに所定間隔を置いて複数の溝１６、１７、１８、１９、２０、２１、‥が並んで形成されている。
【００１５】
図２に示すように、U相コイル１１Aは溝１６、１９内を通り、W相コイル１３Aは溝１７、２０内を通り、V相コイル１２Aは溝１８、２１内を通っている。また、溝１９内には、U相コイル１１Aに接続された、U相コイル１１Aの左隣りのU相コイル１１B（図３参照）も通り、溝２０内には、W相コイル１３Aに接続された、W相コイル１３Aの左隣りのW相コイル１３B（図３参照）も通り、溝２１内には、V相コイル１２Aに接続された、V相コイル１２Aの左隣りのV相コイル１２B（図３参照）も通り、溝１６内には、U相コイル１１Aに接続された、U相コイル１１Aの右隣りのU相コイル１１C（図３参照）も通り、溝１７内には、W相コイル１３Aに接続された、W相コイル１３Aの右隣りのW相コイル１３C（図３参照）も通り、溝１８内には、V相コイル１２Aに接続された、V相コイル１２Aの右隣りのV相コイル１２C（図３参照）も通っている。
【００１６】
１組の組コイル２２Aを構成するU、V、W相コイル１１A、１２A、１３Aの各巻方向（図３においてコイルの矢印方向が対応する。）は互いに同一方向である。また、１組の組コイル２２Aの左隣りの組コイル２２Bを構成するU、V、W相コイル１１B、１２B、１３Bの各巻方向は互いに同一方向であり、また、１組の組コイル２２Aの右隣りの組コイル２２Cを構成するU、V、W相コイル１１C、１２C、１３Cの各巻方向も互いに同一方向である。また、図３において、１組の組コイル２２Bの左隣りの組コイル２２Dを構成するU、V、W相コイル１１D、１２D、１３Dの各巻方向も互いに同一である。また、隣り合う組コイル２２Aと２２B間、２２Aと２２C間、２２Bと２２D間においては、図３に示すように巻方向は互いに反対方向である。また、図３に示すように、U相コイル１１Cの巻き始め及びV相コイル１２Cの巻き始めはそれぞれ電源側（電圧印加回路３０）に接続されているが、W相コイル１３Cはその巻き終わりが電源側（電圧印加回路３０）に接続されている。
【００１７】
このように、３相コイルは、１相ごとにかつ１組ごとに搬送方向aにおける位置をずらして鉄芯１４に巻回される４組の組コイル２２A、２２B、２２C、２２Dからなる。
【００１８】
U相コイル１１C、V相コイル１２C、W相コイル１３Cには、電圧印加回路３０が接続され、電圧印加回路３０に３相交流電源４０が接続されている。
【００１９】
図４は、電圧印加回路３０の構成を示す。
【００２０】
図４において、電圧印加回路３０は、パターン選択回路３１とインバータ３２を備える。
【００２１】
パターン選択回路３１は、作業者によって選択もしくは設定された搬送パターンに対応する指令信号をインバータ３２に出力する回路である。ここで、作業者によって選択もしくは設定される搬送パターンは、鉄片、切粉、磁性体等の削り屑の大きさ等に基づいて削り屑の運搬効率をあげるのに適した搬送パターンとされ、具体的には、３相コイル（組コイル）２２A、２２B、２２C、２２Dに印加する３相電圧の電圧値及び/又は周波数の周期的な変化パターンを複数種類予め用意し、搬送する削り屑に適した変化パターンを作業者が選択し、あるいは、作業者が任意の変化パターンを自由に設定できるものとする。ここで、前記電圧値及び/又は周波数が周期的に変化するn相電圧は、電圧値が零と所定値とに交互に変化するn相電圧を含んでいる。インバータ３２は、パターン選択回路３１からの指令信号（選択もしくは設定された変化パターンに対応する指令信号）に従って三相交流電源４０からの３相電圧の電圧値及び周波数を周期的に変化させ、U、V、W相コイル１１C、１２C、１３Cに印加する回路である。
【００２２】
ケース体１５は、電気抵抗の高い非磁性材もしくは弱磁性材など、例えば、ステンレス製で形成され、U相コイル１１A、１１B、１１C、‥、V相コイル１２A、１２B、１２C、‥、W相コイル１３A、１３B、１３C、‥の上方に、移動しない搬送面つまり不動搬送面１５aを有する。
【００２３】
次に、上記のように構成された削り屑分離搬送システム１の動作もしくは作用について説明する。
【００２４】
作業開始に先立って、作業者は、パターン選択回路３１に対して削り屑の大きさ等に適した搬送パターンを選択もしくは設定する。
【００２５】
その後、作業が開始されると、インバータ３２は、パターン選択回路３１からの指令信号に従って三相交流電源４０からの３相電圧の電圧値及び周波数を周期的に変化させ、U、V、W相コイル１１C、１２C、１３Cに印加する。３相電圧Vu1、Vv1、Vw1が印加された組コイル２２A、２２B、２２C、２２Dは、それぞれ変動磁界を発生し、これら変動磁界を合成した合成磁界により、冷却液７中の磁性切り屑を磁気吸着し、搬送方向aへ搬送する移動磁界が形成される。この移動磁界は、概念的には、鉄芯１４の歯部２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、‥の磁極を順にN極、S極、N極、S極、‥というように搬送方向aに向けて交互に反転させることによって磁性切り屑をケース体１５の搬送面１５aに磁気吸着しながら搬送方向aへ移動する作用をする。そして、搬送面１５a上を搬送されてきた磁性削り屑は、ケース体１５の終端部から図示しない回収部に回収される。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態に係る削り屑搬送装置１０は、装置本体４５と電圧印加回路３０とを備え、装置本体４５は、削り屑の搬送方向aに沿って配置される鉄芯１４と、１相ごとにかつ１組ごとに搬送方向aにおける位置をずらして鉄芯１４に巻回される複数組からなる３相コイル２２A、２２B、２２C、２２Dであって、３相交流電流が流れることによって変動磁界を発生する３相コイル２２A、２２B、２２C、２２Dとを備え、電圧印加回路３０は、搬送パターンを選択可能なパターン選択回路３１と、パターン選択回路３１からの指令信号に従って電圧値及び/又は周波数が周期的に変化する３相電圧を３相コイル２２A、２２B、２２C、２２Dに印加するインバータ３２とを備え、３相コイル２２A、２２B、２２C、２２Dに流れる３相交流電流により発生する変動磁界により削り屑を不動搬送面１５aに磁気吸着させながら搬送方向aへ搬送する。ここで、電圧値及び/又は周波数が周期的に変化するn相電圧として、電圧値が零と所定値とに交互に変化するn相電圧を設定した場合、所定値の電圧値の印加によって結合力が強まり搬送面に塊となった削り屑は、零の電圧値に変化したときに結合力が弱まることによってばらけるようになり、その後所定値の電圧値が印加されたときに、搬送され易くなる。
【００２７】
本実施形態の削り屑搬送装置１０によると、３相コイルが発生する変動磁界を利用して削り屑を搬送させるよう構成されるため、簡単かつ廉価に構成できるとともに、可動部を有していないためメンテナンスフリーが可能となる。さらに、本実施形態の削り屑搬送装置１０は、パターン選択回路３１の指令信号を削り屑の大きさ等に基づいて選択もしくは設定し、このパターン選択回路３１からの指令信号に従って電圧値及び/又は周波数が周期的に変化する３相電圧を３相コイル２２A、２２B、２２C、２２Dに印加する、換言すると、３相電圧をスイープさせながら３相コイル２２A、２２B、２２C、２２Dに印加するようにしたため、鉄片、切粉、磁性体等の削り屑の大きさ等に適した搬送パターンを得ることができ削り屑の運搬効率をあげることが可能になるとともに、搬送面１５aに磁気吸着された削り屑同士の結合力を緩めたり強めたりすることができるため、搬送面１５aに削り屑が固着されたままとなる不具合が発生しにくくなり、運搬効率の向上を図ることができる。
【００２８】
なお、上述した実施形態に係る削り屑搬送装置１０では、コイルとして３相コイル２２A、２２B、２２C、２２Dを用いたが、その代わりに２相コイルなどを用いるようにしてもよい。つまり、コイルはn相コイル（n:２以上の整数）であればよく、その場合、コイルに印加する電圧はn相電圧とする。また、図３に示したような構成は、搬送面１５aの搬送方向aの全長にわたって設ける必要はなく、タンク３の冷却液７中に浸かる部分は別構成とし、つまり、コイルに直流電圧を印加して磁性削り屑を捕捉するだけで搬送を行わない固定磁界を発生する構成としてもよく、同様に、搬送方向aの終端部では、磁気吸着力を徐々に減少させ磁性削り屑が搬送面１５aから落下可能になる構成としてもよい。また、インバータ３２の出力電圧にパルス波形を重畳させた電圧を３相コイル２２A、２２B、２２C、２２Dに印加するようにしてもよい。また、通常時には一定の電圧値及び周波数の３相電圧を印加するようにし、運搬効率の低下時には、電圧値及び/又は周波数を変えて３相コイル２２A、２２B、２２C、２２Dに印加するようにしてもよい。
【００２９】
図５は、他の実施形態に係る削り屑搬送装置１０の概略構成を示す。
【００３０】
図５において、装置本体４５は、複数個の単位ブロック４６A、４６B、４６Cを搬送方向aに接続して構成される。各単位ブロック４６A、４６B、４６Cは、図１〜図３に示した装置本体４５と同様に構成され、図１〜図３に図示した装置本体４５の３相コイル２２A、２２B、２２C、２２Dと必ずしも同数ではないが複数組の３相コイルを巻回した鉄芯を密閉式のケース体の内部に収納して構成される。また、各単位ブロック４６A、４６B、４６Cには、図４に図示した電圧印加回路３０と同様に構成された電圧印加回路３０A、３０B、３０Cが接続される。
【００３１】
本実施形態に係る削り屑搬送装置１０によると、装置本体４５を複数の単位ブロック４６A、４６B、４６Cに分割したため、任意の個数の単位ブロックを組み合わせることによって、長い搬送面１５a、１５b、１５cや短い搬送面１５a、１５b、１５cを任意に作り出すことができ汎用性に優れた削り屑搬送装置を提供できるようになる。また、各単位ブロック４６A、４６B、４６Cに１対１に対応して電圧印加回路３０A、３０B、３０Cを設けたため、個々の単位ブロック４６A、４６B、４６Cに適合した搬送パターンを得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係る削り屑搬送装置が組み込まれた削り屑分離搬送システムの概略構成図である。
【図２】削り屑搬送装置の装置本体の一部の概略分解斜視図である。
【図３】３相コイルの巻方向と電圧印加回路との接続方法を説明するための結線図である。
【図４】電圧印加回路の構成図である。
【図５】他の実施形態に係る削り屑搬送装置１０の概略構成である。
【図６】従来のオイルセパレータの構成図である。
【図７】従来の切粉・鉄粉分離除去装置の構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０    削り屑搬送装置
１４    鉄芯
１５a、１５b、１５c    不動搬送面
２２A、２２B、２２C、２２D    ３相コイル
３０、３０A、３０B、３０C    電圧印加回路
３１    パターン選択回路
３２    インバータ
４５    装置本体
４６A、４６B、４６C    単位ブロック
a    搬送方向
【図１】
2007175795.tif 000003
【図２】
2007175795.tif 000004
【図３】
2007175795.tif 000005
【図４】
2007175795.tif 000006
【図５】
2007175795.tif 000007
【図６】
2007175795.tif 000008
【図７】
2007175795.tif 000009