(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上開口部と下開口部と研削液排出孔を中部から上部又は上部に有する筒部とを備えた研削液含有研削屑が投入される筒状のシリンダと、前記上開口部を開閉可能にされたゲートダンパーと、前記下開口部に下開口部下方より出入り可能にされた圧搾ピストンと、前記シリンダ及び前記圧搾ピストン下方に設けられた排液受けと、を有するプレス装置であって、前記排液受けは圧搾ピストンと同時に上下移動可能にされ、前記排液受けは前記排液受けよりさらに排液を下方に排出する排出口を備え、前記投入・圧搾ステーションに固定され前記上下移動により前記排出口に出入りする棒材が設けられていることを特徴とするプレス装置。
【請求項２】
前記ゲートダンパーは前記筒状シリンダ上開口部と、筒状シリンダの上部に設けられた平板状のベースプレート間に出入り可能に設けられ、前記ゲートダンパーが前記上開口部の閉時の上方への力を前記ベースプレートで受けるようにされていることを特徴とする請求項１記載のプレス装置。
【請求項３】
前記シリンダ閉時の前記ゲートダンパー上に設けられた上下が開口した定量投入升と、前記定量投入升の上部開口を開閉する上部ゲートダンパーと、前記定量投入升の上部開口に前記上部ゲートダンパーを挟んで出口が設けられた研削液を含む研削屑が投入されるホッパーと、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
湿式研削で発生する研削液が含まれた研削屑の脱液用のプレス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械・金属加工業では研削工程無くして成り得ない程、精密仕上げには研削工程は必要な工程である。この研削工程では大量の研削液を使用し、大量の研削屑が廃棄物として排出される。又、研削液は研削液槽からポンプで被研削物に供給し研削液は循環しながら使用している為、研削屑に付着持ち出される量を補給しなければならない。
【０００３】
研削液と研削屑の分離方法は磁選ドラムによる分離、及び研削液槽の底からの研削屑を掻き上げる方法が一般的である。この方法で分離された研削屑は６０％〜８５％もの研削液を含んでいる。又高価な分離方法の技術では遠心脱水機や真空脱水機、又ろ過装置などがあるが、含水率は５０％を下がることはない。更に高速回転を利用する装置は研削屑による装置の摩耗が激しいとされている。
【０００４】
研削屑の含液率を低くすることは廃棄物の低減と使用油剤の低減に欠かせない要素であり、また研磨屑の保管、運搬上での研削屑からの含液排液の流出は環境面にも悪い。一方、研削屑の脱液コストの安価なものが要求されている。
【０００５】
そこで、特公昭５２−３５００３号公報においては、研削油が含まれたステンレス鋼板研削屑を静止分離方法や遠心分離包囲法で大半を除去したのち、研削屑を研削液廃液孔又は隙間を有する筒状のシリンダ内に収容し、ピストンをシリンダ内に挿入して切削屑を圧搾して研削屑と研削油とを分離させ、さらに、圧搾された研削屑塊を焼却するものが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公昭５２−３５００３号公報のものでは、筒状シリンダを用いて研削油が含有した研削屑を圧搾し、研削油を圧搾分離し、研削屑塊とすることが開示されているが、この工程を工場内の装置として配置し、効率良く研削屑と研削油を回収することについては開示も示唆もされていない。また、ピストンを上方から下方に移動させて圧搾するのでピストンとシリンダとの隙間からピストン側へ排出された研削油がピストンの上方への復帰時にシリンダ内に戻ってしまうという問題があった。一方、特開平５−２９３７３７号のものでは筒状シリンダの下方より上方に向けてピストンを押し出し、筒状の上開口部で研削液を吸引するものが開示されている。しかし、ピストンとシリンダとの漏れをなくすようにされており、シリンダとピストンの製作、メンテナンスが困難である。一方、研削液の中でも水溶性研削液の場合は定まった場所で高い外気温の環境下ではバクテリアの繁殖が進み、腐敗、劣化が進行し再使用出来ないことになる為、脱水プレスにより排出された研削液のリサイクルは発生箇所で脱水する必要がある。
【０００７】
本発明の課題は上記問題点に鑑みて、研削屑が発生する研削機械等に近接して設置できるような小型で処理能力の高いプレス装置を提供することである。また、研削屑、研削液の回収を効率良くかつ容易にすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上開口部と下開口部と研削液排出孔を中部から上部又は上部に有する筒部とを備えた研削液を含有する研削屑が投入される筒状のシリンダと、前記上開口部を開閉可能にされたゲートダンパーと、前記下開口部に下開口部下方より出入り可能にされた圧搾ピストンと、前記シリンダ及び前記圧搾ピストン下方に設けられた排液受けとを有するプレス装置であって、前記排液受けは圧搾ピストンと同時に上下移動可能にされ、前記排液受けは前記排液受けよりさらに排液を下方に排出する排出口を備え、前記投入・圧搾ステーションに固定され前記上下移動により前記排出口に出入りする棒材が設けられているプレス装置を提供することによって前述した課題を解決した（請求項１）。即ち、上下に開口部を有する筒状のシリンダの上開口部をゲートダンパーで開閉可能にされているので、ゲートダンパーを開くことにより研削屑を筒状シリンダ内に投入可能である。また、ゲートダンパーを閉鎖し、シリンダ下方より圧搾ピストンを下方より上方へ移動できるので、シリンダ内に投入された研削屑を圧搾し、圧搾シリンダの外周上部や中部などに設けられた排出孔から流出する。さらに、シリンダとピストンの隙間からも研削液が下方に流れでて、研削液が研削屑側に戻ることがない。これらの研削液はシリンダ及び圧搾ピストン下方に設けられた排液受けに漏出される。圧搾を終えて圧搾ピストンが下降して、シリンダ下開口部から出たあとも、圧搾された研削屑は圧搾力によりシリンダから容易には落下しないという点に着目したもので、底部を持たない上下に開口するシリンダであっても、研削屑を圧搾でき、研削屑をいれたまま移動可能であり、次の工程に研削屑を移動することができ、圧搾後の研削屑をシリンダから排出させることができる。特に、圧搾工程（ステーション）での圧搾排液はシリンダの下部に設けられた排液受けに貯まるが、圧搾される研削屑の位置と排液受けとの距離が長いと廃液が周囲に飛散しやすくなる。また、排液には研削屑等の固形物も生じるため廃液受けからさらに排液を排出する排出口が詰まることがある。しかし、本発明によれば、排液受けが圧搾ピストンの上下移動、即ち圧搾される研削屑と同時に移動するので、排液の周囲への飛散が少ない。又、棒材が圧搾ピストンの上下移動により排出口を出入りさせて、研削液中の細かな研削屑の詰まりを防止し、圧搾研削排液を容易に回収することができる。
【０００９】
また、上開口部を開閉するゲートダンパーは、下から圧搾ピストンにより大きな力を受ける。そこで、請求項２の発明においては、ゲートダンパーを筒状シリンダ上開口部と、筒状シリンダの上部に設けられた平板状のベースプレート間に出入り可能に設け、ゲートダンパーが上開口部の閉時の上方への力をベースプレートで受けるようにした。これにより、ベースプレートを充分強度のあるものにすれば、ゲートダンパーの構造を簡単にできる。また、ベースプレート、ゲートダンパー、上開口部間の隙間は出入り可能な大きさにされるが少々大きな隙間であっても、ゲートダンパーはベースプレートで圧搾ピストンの圧搾力を受けるので高い精度等が必要ない。また、ゲートダンパー開放後はシリンダとベースプレートは触れることがなく、シリンダは抵抗なく移動可能である。
【００１０】
また、圧搾シリンダを下方に設けたので、上部空間が利用でき、上開口部を開閉するゲートダンパーにより、外部から供給される研削屑を投入可能にでき、研削屑投入工程と圧搾工程を同一位置で行うことができる。さらに、単に開閉するだけであると、投入される研削屑の量が不安定となり、圧搾量も不安定になり、時にはオーバーフローすることもある。そこで、請求項３の発明においては、前記シリンダ閉時の前記ゲートダンパー上に設けられた上下が開口した定量投入升と、前記定量投入升の上部開口を開閉する上部ゲートダンパーと、前記定量投入升の上部開口に前記上部ゲートダンパーを挟んで出口が設けられた研削液を含む研削屑が投入されるホッパーとを設け投入量を安定させた。なお、前述したベースプレートを使用する場合は、ベースプレートのシリンダ上方に研削屑通り穴を設けその上方に定量投入升、上部ゲートダンパー、ホッパーの順に設ける。
【００１１】
圧搾工程において、下開口部からピストンを挿入し、研削屑を圧搾するが、研削屑は圧搾初期は研削液の排出が良いが後半はシリンダー内に廃液が溜まり噴出したりするので、空送り時及び圧搾初期は速度を上げ、後半は速度を下げるのがよい。そこで、ピストン速度が圧搾時に圧搾開始時より終了時が遅くなるような二段スピードとなるようにした。
【００１２】
圧搾ピストンをシリンダの下方から出入り可能としたので、投入と圧搾の行程が同一ステーションで行えることから、研削屑の投入、圧搾、排出という一連の工程は、投入、圧搾工程を行う投入・圧搾ステーションと研削屑の排出を行う排出ステーションの２ヶ所を設ければよい。そこで、ゲートダンパー及び圧搾ピストンが設置された投入・圧搾ステーションより排出ステーションにシリンダを移動させる手段と、排出ステーションでのシリンダの下方に配置された研削屑回収部と、排出ステーションに設けられ上開口部に上開口部上方より出入り可能にされた研削屑排出用プッシャーを設けた。
【００１３】
より具体的には、シリンダを垂直回転軸を中心とした同心円上を水平往復回転可能に対称に２ヶ設けた。これにより、例えばベースプレートに設けられた回転軸の往復回転により、両ステーション間を往復して研削屑を投入・圧搾、排出ができる。又２分割を超える複雑なクラッチ機構が不要で、摩耗部品や調整も必要でなく分割ミスがなく、構造も単純である。
【００１５】
排出ステーションにおいては、予め与えられた研削屑は圧搾の状態により、研削屑排出用プッシャーにより押し下げて研削屑回収部へ落下させるが、圧搾形状のまま落下し、塊のまま山積みになる場合がある。そこで請求項８では排出ステーションの下部に、例えばフラットバーを落下位置に幅方向が上下になるように一枚あるいは２枚を十字に載置したり、更には、排出シリンダーによりこのフラットバーに押し当てる等するような研削屑粉砕治具を設ける。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態の一例を示すプレス装置の模式図で、図２の中心線Ｘ−Ｘ′に沿った断面図。図２は図１の水平線Ｙ−Ｙ′で断面した平面模式図である。図１，２において、図示しない架台に水平に取り付けられたベースプレート３を貫通して垂直に回転軸２が設けられている。回転軸２には水平方向に２等分に延出する腕２ａが２本回転軸と一体に図でみて右回転、及び左回転可能に設けられている。２本の腕２ａの各先端には上開口部１ａ及び下開口部１ｂを有する筒状のシリンダ１がベースプレート３下で隙間２０を保つように各々垂直に保持されている。隙間２０には下部ゲートダンパー２１がベースプレート３と平行に挿入される為、隙間２０は下部ゲートダンパー２１の板厚プラス１〜２ｍｍとし、研削屑圧搾時のシリンダ１からの排液の排出容易さと、更にゲートダンパー２１の動きの容易さに役立っている。シリンダ１には上面開口部から１／３の高さの位置に数個の排液排出孔５が設けられている。又、シリンダ１の下方に排出される研削液など受ける排液受け１４が設けられ、排液回収ホース１６を通して図示しない廃液槽に回収するようにされている。又排液受け１４と排液回収ホース１６は移動排液管１５を介して一端がフリーに接続されている。回転軸２は圧搾工程の１サイクルで１／２左右交互に回転するように回転軸の上部に運転する為の回転軸駆動シリンダ４で駆動される。
【００１７】
図でみてベースプレート３の下方の右側位置に研削屑を投入、圧搾する投入・圧搾ステーション２３が設けられている。ベースプレート３には投入・圧搾ステーション２３の上開口部１ａと相対する位置にシリンダ１の内径より少し小さめの研削屑通り孔１７が設けられ、研削屑通り孔１７の上部に研削屑投入量を決める定量投入升１８が設けられている。この定量投入升１８の上部には投入される研削屑４１の投入所定量に達したかどうかを検知する超音波、光等の近接センサー８が設けられている。投入定量升１８上部の位置と相対する位置に開口部を有する研削屑ホッパー７が設けられている。研削屑ホッパーの開口部には上部ゲートダンパー６が設けられている。図示しないベルトコンベアなどにより研削装置から研削液の含有した研削屑４０が研削屑ホッパーに投入される。定量投入升１８への研削屑４０の投入は、定量投入升１８下部のゲートダンパー２１が閉じた位置で、上部ゲートダンパー６を開き研削屑４１が定量投入升１８の上開口部から投入される。研削屑が所定の量に達し、センサー８が感知すると上部ゲートダンパー６が閉となり、定量投入升１８への研削屑の投入を停止するようにされている。所定位置にシリンダ１を止め、ゲートダンパー２１を開き研削屑４１をシリンダの上開口部から投入する。この時シリンダ１の下開口部にはピストンが１０ｍｍ程挿入停止した位置におき、シリンダの底の役目を果たすようにする。
【００１８】
投入・圧搾ステーション２３はシリンダ１の下開口部１ｂと相対する位置にシリンダ下開口部から挿入されシリンダ１内の研削屑４２を圧搾するためのピストン９が設けられている。ピストン９は空気圧シリンダ２５により上下移動可能にされ、ピストン９の圧搾速度は圧搾開始時より終了時が遅くなるような二段スピードに制御され、圧搾時の排液の急激な液噴出が防止され、又、プレス時間が短縮される。圧搾完了後はピストン９は下降位置２２に戻るようにされる。
【００１９】
図でみてベースプレート３の下位置、即ち投入・圧搾ステーション２３の１８０度進行位置にベースプレート３とは離隔してシリンダ１の下開口部１ｂが解放され、排液受け１４の研削屑解放孔１２の設けられた位置に排出ステーション２４が設けられている。排出ステーション２４は、上部に圧搾された研削屑４２を下方に押し出すプッシャー１０が設けられ、プッシャー１０は空気圧シリンダー（排出シリンダー）２６により上下移動可能にされている。排出ステーション２４の下方には、フラットバーを幅方向を上下にして縦置きにし、横から見て山形に成型した粉砕治具１３が設けられている。粉砕治具１３の下方に研削屑を回収貯蔵する研削屑回収バケット（研削屑回収部）１１が設けられている。
【００２０】
図でみて投入・圧搾ステーション２３でシリンダ１に挿入される圧搾ピストン９の下方に、研削屑を圧搾した際に排出される排出液を受ける排液受け１４が設けられいる。排液受け１４の取り付けは、ピストン９の上下移動と同様になるようにピストン９の下方に直接設けられており、ピストン９による研削屑の圧搾に伴い噴出液の飛び散りをピストン９とシリンダ１の高さを一定に保つことにより少なくしている。排液受け１４には排出液の回収の為の液排出口１４ａを１ヶ設け、排出口下部に一端がフリーになっている移動排液管１５が接続されている。この移動排液管１５は排出口１４ａより大きい径の寸法となっている。廃液受け１４の排出口１４ａの上部位置に排出口と相対した位置で、投入・圧搾ステーション２３の圧搾ピストン９がシリンダ１の下開口部に挿入された時点の排出口の高さより、１０ｍｍ上方に、排出口の径より径が僅かに少ない丸鋼（棒材）１９をベースプレートから垂直に取り付ける。圧搾ピストン９の上下により丸棒１９が排出口１４ａ内を上下し、圧搾排出された排出液の中の細かな屑などによる詰まりを防止している。
【００２１】
【実施例】
係るプレス装置を用いて、水溶性研削液が約７５％含有した円筒研削盤からの研削屑について実施した。まず、研削屑投入・圧搾ステーション２３上方の定量投入升１８で研削液を含有する研削屑４０をホッパー７から内径φ１３０ｍｍの定量投入升１８に投入する。この時下部ゲートダンパー２１は閉じ、投入・圧搾ステーション２３のシリンダ１の下開放部１ｂに圧搾ピストン９が約１０ｍｍ挿入されて停止している。定量投入升１８に投入された研削屑４１が所定量高さ約１５０ｍｍに達するとセンサー８で検知して上部ゲートダンパー６を閉じ、次工程の排出工程が完了している場合は、ゲートダンパー２１を開き定量投入升１８の研削屑４１は内径φ１４０ｍｍのシリンダ１に投入される。この時シリンダ１の内容積は定量投入升１８の容積より大きい容積を持つため、シリンダからの研削屑４２のオーバーフローによる排液受けの研削屑による汚れや、ゲートダンパー２１の開閉動作への障害が起こらない。ゲートダンパー２１の下面とシリンダ１の上開口部１ａとの隙間は１〜２ｍｍであるが圧搾ピストン９による圧搾時には、研削屑は繊維が重なりあっているため、この隙間からはほとんど研削屑のはみ出しはない。投入・圧搾ステーション２３のシリンダ１に研削屑が落下投入され、ゲートダンパー２１は開動作からタイマー約２〜３秒後に元の閉の位置に戻る。又同時動作で上部ゲートダンパー６は開の位置に戻る。
【００２２】
次いで投入・圧搾ステーション２３では、圧搾ピストン９を空気圧シリンダ２５で早送りし、研削屑４２を圧搾する。圧搾された排液は隙間、及びシリンダ１とピストン９の隙間、及び排出孔５等から外部へ排出される。ピストン９が上昇圧搾する際に同時に排液受け１４も同時に上昇し、圧搾液を近くで受ける。ある程度圧搾して排液がしみ出してきたところで圧搾速度を落とし排液の噴出を防ぐ。圧搾後の研削屑の高さはシリンダ１の上開口部から約１／３（５０ｍｍ）となるように設定した。同時にこの１／３位置に排出孔５を設けているので研削屑より下にたまる研削液はこの孔より外部に排出される。圧搾率を高くすると装置全体の強度能力を大きくしなければならず、処理後に脱水研削屑から研削液がしみ出さない程度（４０％）となるように設定した。
【００２３】
投入・圧搾ステーション２３で排出された研削液はピストン９下方に取り付けられた排液受け１４より排液回収ホースを介して現場の排液槽（研削液槽）へ戻し、排液を再利用する。圧搾により排出された排出液の中には数ミクロンの細かな研削屑などが含まれる事がある。この細かな研削屑は長期に渡りプレス装置を稼働させることにより次第に廃液受け１４の排出口１４ａを塞ぐことになるが、圧搾ピストン９の毎回の動きと連動した棒材１９により、常に排液が流れるように設けられている為、排出口の詰まりはない。
【００２４】
次に、圧搾ピストン９を下降位置２２迄下降させ、圧搾された研削屑４２が充填されたシリンダ１を、回転軸２を１８０度回転させ、排出ステーション２４に送る。排出ステーション２４では排出シリンダー２６によりプッシャー１０を下降させ、シリンダ１から研削屑４２を下方に押し出す。この時研削屑４２を粉砕治具１３の上部に押しつけ粉砕する。粉砕された研削屑４４は回収バケット１１に排出される。排出後空になったシリンダ１は、投入・圧搾ステーション２３で圧搾行程が終了していれば、回転軸２の１８０度、逆回転により投入・圧搾ステーション２３に戻る。このように２ヶのシリンダ１を１本の回転軸２の同芯円上に取り付け１サイクルに回転軸を１８０度、正、逆に回転させながら順次脱液作業を行うので、簡単な構造で早く連続脱液することができた。尚、実施例においては水溶性液の場合を示したが、油性切削液にも応用でき、対象とする研削液、研削屑の種類や量、圧搾後の含液(含水、含油）率などによりシリンダ１のサイズ、排出孔５の位置、圧搾量、圧搾速度など適宜選択するのはいうまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明においては、上下に開口部を有する筒状のシリンダの上開口部をゲートダンパーで開閉可能にし、また、シリンダ下方より圧搾ピストンで圧搾し、圧搾された排液は排液受けから容易に回収でき、また、研削屑をいれたまま次の工程に研削屑を移動しシリンダから排出させることができるようにしたので、研削液の回収が容易で小型なものとなった。特に、排液受けは圧搾ピストンと同時に上下移動可能にし、ピストンの上下移動により排出口に出入りする棒材を設け、排液の周囲への飛散、研削屑の詰まりを防止できるので、装置の汚れを減少し、メンテナンスも容易なものとなった（請求項１）。また、ゲートダンパーは、ベースプレートで圧搾ピストンの圧搾力を受けるようにしたので、簡単容易な構造でよく強度も確保できる。また、シリンダは抵抗なく移動可能であるので、プレス装置全体の構成も容易になった（請求項２）。
【００２６】
また、圧搾シリンダを下方に設けたので、上部空間が確保でき、定量投入升、ホッパー等を容易に設けられるので、投入及び圧縮を一つのステーション（位置）で行え、場所をとらないものとなった（請求項３）。さらに、ホッパー等へのベルトコンベアの取付も容易である。また、一端定量投入升で研削屑を受けてからシリンダに投入することでシリンダから研削屑が溢れることがなく、作業環境が良い装置となった。なお、定量投入升の内容積をシリンダの内容積より少なくすると制御し易い。さらに、圧搾工程では二段スピードとしたので、廃液が噴出し、回りに飛び散るようなことがない。又圧搾が効率良くできる。
【００２７】
圧搾ピストンをシリンダの下方から出入り可能としので投入、圧搾を同位置で行う投入・圧搾ステーションと排出ステーションの２ヶ所を設け、シリンダを移動させる手段により、排出ステーションで研削屑排出用プッシャーにより研削屑を研削屑回収部に回収するようにしたので、構造が簡単で処理能力の高いプレス装置を提供するものとなった。また、装置全体を小型にできる。例えばベースプレートに設けた回転軸の往復回転により、投入・圧搾、排出ができ、構造が簡単で摩耗や作動不良が少ない構造のものを利用可能となった。
【００２８】
また、排出ステーションでは研削屑粉砕治具を設け山積みにならないようにできるので収容量も多くできる。
【００２９】
以上のように本発明においては、構造配置も簡単であるので、小型となり研削盤の横に置きやすく配置も容易になった。絞り出された脱水液をその場で研削液槽に戻し、再利用出来るので研削液の使用量、及び廃棄物の排出量縮減が計れ、環境に優しい。実施例によれば、使用研削油剤は１／２に、研削屑廃棄量は１／２に減少した。更に従来の研削屑の保管、及び運搬時の排液のしみだしの心配もなくなり、加えて安価で完全自動運転可能な設備により、人手を煩わす事もない等の効果を奏するものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すプレス装置の模式図で、図２の中心線Ｘ−Ｘ′に沿った断面図である。
【図２】図１の水平線Ｙ−Ｙ′で断面した平面模式図である。
【符号の説明】
１    シリンダ
１ａ  上開口部
１ｂ  下開口部
２    垂直回転軸
３    ベースプレート
５    研削液排出孔
６    上部ゲートダンパー
７    ホッパー
９  （圧搾）ピストン
１０  （研削屑排出用）プッシャー
１１  研削屑回収部（回収バケット）
１３  研削屑粉砕治具
１４  排液受け
１４ａ  排出口
１８  定量投入升
１８ａ  定量投入升の上部開口
１９  棒材（丸棒）
２１  ゲートダンパー
２３  投入・圧搾ステーション
２４  排出ステーション
４０，４１，４２  研削屑
【図１】
0003881535.tif 000002
【図２】
0003881535.tif 000003