(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略垂直に固定されてその下部がタンク内に配設されたサクションパイプと、該サクションパイプの下端に取り付けられたボトムプレートと、該ボトムプレートにその下端部が取り付けられた上下に伸縮自在な蛇腹状の伸縮部材と、該伸縮部材の上端内周部に固定され前記サクションパイプが挿通される筒状のフロートとを含んで構成され、前記ボトムプレートと伸縮部材及びフロートで囲まれた内部に形成された液体溜めに収容された液体を前記サクションパイプの下部に開口する排出口から吸引して前記フロートをタンク内の液中に沈下させてその上端に開口する流入口からタンク内の液体の表層部を前記液体溜めの内部に流入させてタンク内の液体表面の浮上物を除去する浮上物除去装置において、
前記フロートを制振バネを介して前記サクションパイプに上下動可能に支持させたことを特徴とする浮上物除去装置。
【請求項２】
前記制振バネとサクションパイプをＳＵＳ材で構成したことを特徴とする請求項１記載の浮上物除去装置。
【請求項３】
前記制振バネは前記フロートを水平に保持することを特徴とする請求項１又は２記載の浮上物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンク内の液体表面の浮上物を除去する浮上物除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、研削盤等の工作機械においては、油性又は水性クーラントが加工点（研削点）に供給されてその部分の冷却と潤滑に供されるが、このクーラントは閉ループを循環して繰り返し使用されるため、ワークに高い表面品位を確保するためにはクーラントに含まれる研削屑やゴミ等の異物を除去してクーラントを浄化する必要がある。
【０００３】
そこで、クーラントの循環経路中にマグネットセパレータを設置してクーラントに含まれる研削屑等の異物を磁気的に除去するとともに、このセパレータによって異物が除去されたクーラントが貯留されるタンクに浮上物除去装置を設け、タンク内のクーラント表面に浮遊する微細な異物を浮上物除去装置によって除去することが従来から行われている。
【０００４】
上記浮上物除去装置は、略垂直に固定されてその下部がタンク内に配設されたサクションパイプと、該サクションパイプの下端に取り付けられたボトムプレートと、該ボトムプレートにその下端部が取り付けられた上下に伸縮自在な蛇腹状の伸縮部材と、該伸縮部材の上端内周部に固定され前記サクションパイプが挿通される筒状のフロートとを含んで構成され、前記ボトムプレートと伸縮部材及びフロートで囲まれた内部に形成された液体溜めに収容された液体を前記サクションパイプの下部に開口する排出口から吸引して前記フロートをタンク内の液中に沈下させてその上端に開口する流入口からタンク内の液体の表層部を前記液体溜めの内部に流入させてタンク内の液体表面の浮上物を除去するものである（例えば、特開平９−３０９０４３号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の浮上物除去装置においては、浮上物の除去効率を高めるためにサクションパイプからの吸引量を多くすると（例えば、２０リットル／分）、液体溜め内の液体がサクションパイプに吸引されて液体溜め内の液位が急激に低下するとフロートに作用する浮力が減少するために該フロートが自重でタンク内の液体内に急激に沈下し、このようにフロートが液体内に急激に沈下すると該フロートの上端に開口する流入口からタンク内の液体が一気に流入して液体溜め内の液位が急激に上昇するためにフロートに作用する浮力が増大し、この浮力によってフロートが急激に上昇し、再びフロートの上端がタンク内の液面上に顔を出し、以後、同様の作用が繰り返されてフロートが上下動を繰り返して自励振動を発生するという問題があった。そして、この現象はサクションパイプからの吸引量が多い程顕著である。そして、このように自励振動が発生すると、フロートが液面上に上昇する度に浮上物の除去装置方向への流れが中断されるため、浮上物を連続的に安定して除去することができない。
【０００６】
そこで、サクションパイプからの吸引量を例えば１リットル／分程度に抑えてフロートの自励振動を抑制すると、浮上物の回収量が少なく非効率であるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、フロートの自励振動を防いで浮上物を効率良く連続的に安定して回収除去することができる浮上物除去装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、略垂直に固定されてその下部がタンク内に配設されたサクションパイプと、該サクションパイプの下端に取り付けられたボトムプレートと、該ボトムプレートにその下端部が取り付けられた上下に伸縮自在な蛇腹状の伸縮部材と、該伸縮部材の上端内周部に固定され前記サクションパイプが挿通される筒状のフロートとを含んで構成され、前記ボトムプレートと伸縮部材及びフロートで囲まれた内部に形成された液体溜めに収容された液体を前記サクションパイプの下部に開口する排出口から吸引して前記フロートをタンク内の液中に沈下させてその上端に開口する流入口からタンク内の液体の表層部を前記液体溜めの内部に流入させてタンク内の液体表面の浮上物を除去する浮上物除去装置において、前記フロートを制振バネを介して前記サクションパイプに上下動可能に支持させたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制振バネとサクションパイプをＳＵＳ材で構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記制振バネは前記フロートを水平に保持するものとしたことを特徴とする。
【００１１】
従って、請求項１又は２記載の発明によれば、フロートは制振バネによってサクションパイプに上下動可能に支持されているため、液体溜り内の液位が急激に低下しても制振バネとサクションパイプ間に発生する摩擦力によってフロートはサクションパイプに沿って徐々に下降してタンク内の液体が浮上物と共にフロートの流入口から液体溜り内に徐々に流入し、液体溜り内の液体の液位が該液体のサクションパイプからの排出量とタンク内の液体の液体溜り内への流入量とがバランスした高さに安定し、フロートもこれに作用する浮力と自重とがバランスする位置に静止し、フロートをタンクの液体中に所定量だけ沈下させた状態で安定的に静止させることができ、この結果、フロートの自励振動が防がれ、タンク内の表層液は浮上物と共に液体溜り内に連続して安定的に流入し、その流入量が飛躍的に増大して浮上物を効率良く回収除去することができる。
【００１２】
又、請求項３記載の発明によれば、フロートは制振バネによって水平に保持されるため、該フロートの上面に開口する流入口の周囲から液体が液体溜め内に均等に流入し、クーラントの表層部のみを確実に回収することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明に係る浮上物除去装置を備えるクーラント浄化システムの構成図、図２及び図３は本発明に係る浮上物除去装置の断面図、図４は制振バネの斜視図である。
【００１５】
図１に示すクーラント浄化システムは、研削盤１に供給されて研削部の潤滑と冷却及びベッドの清掃に供されたクーラントに含まれる研削屑やゴミ等の異物を除去してクーラントを閉ループ内で循環させてこれを繰り返し使用するシステムである。
【００１６】
而して、クーラントの流れ方向において研削盤１の下流であって、且つ、該研削盤１よりも低い位置には希土マグネットセパレータ２が配設されており、この希土マグネットセパレータ２の下方にはタンク３が設置されている。
【００１７】
上記研削盤１と希土マグネットセパレータ２とはリターン通路４によって接続されており、前記タンク３には本発明に係る浮上物除去装置５が設けられている。そして、浮上物除去装置５に接続された供給通路６は前記研削盤１のベッドに接続され、その途中にはポンプ７が設けられている。
【００１８】
又、前記タンク３から導出する供給通路８は精密濾過装置９の入口９ａに接続されており、その途中にはポンプ１０が設けられている。そして、この供給通路８からはバイパス通路１１が分岐しており、このバイパス通路１１は前記精密濾過装置９をバイパスして研削盤１のベッドに接続されており、その途中には電磁弁１２が設けられている。
【００１９】
ところで、前記精密濾過装置９にはバッグフィルタ１３が内蔵されており、この精密濾過装置９の出口９ｂに接続された供給通路１４は研削盤１の研削点に接続されており、その途中には電磁弁１５が設けられている。
【００２０】
ここで、本発明に係る前記浮上物除去装置５の構成の詳細を図２及び図３に基づいて説明する。
【００２１】
浮上物除去装置５は、タンク内３に貯留されたクーラントの表面に浮遊する微細な研削屑等の異物を回収除去する装置であり、これは固定アーム１６によって略垂直に固定されたＳＵＳ製のサクションパイプ１７を有しており、このサクションパイプ１７の下部はタンク３内のクーラント中に配設されている。そして、このサクションパイプ１７の下端には円板状のボトムプレート１８が取り付けられており、サクションパイプ１７のボトムプレート１８に近い下端部には円孔状の排出口１７ａが形成されている。
【００２２】
又、上記ボトムプレート１８の外周には、上下に伸縮自在な蛇腹状の伸縮部材１９の下端部がバンド２０によって密に取り付けられており、伸縮部材１９の上端内周にはフロート２１がバンド２２によって密に取り付けられている。このフロート２１は耐油性の高い発泡ニトリルゴムによって略円筒状に一体成形され、その上部外周に伸縮部材１９の上端部が嵌め込まれてバンド２２によって締付固定されており、フロート２１の中心部に前記サクションパイプ１７が上下方向に貫通している。
【００２３】
而して、本実施の形態に係る浮上物除去装置５においては、フロート２１が制振バネ２３を介してサクションパイプ１７に上下動可能に支持されている。
【００２４】
ここで、制振バネ２３は、図４に詳細に示すように、１本の棒状ＳＵＳ材を折り曲げて構成され、これにはサクションパイプ１７の外周に嵌め込まれてフロート２１をサクションパイプ１７に保持する上下２段の保持部２３ａと、該保持部２３ａの下方に左右に広がる一対の肩部２３ｂと、各肩部２３ｂの左右から下方へ延びる一対の脚部２３ｃと及び各脚部２３ｃの下端において外側に略直角に折り曲げられた係止部２３ｄが形成されている。
【００２５】
以上のように構成された制振バネ２３は、その左右一対の脚部２３ｃを内側へ押さえてこれらを変形させた状態で上方からフロート２１に通した後、脚部２３ｃを押さえていた力を解除して該脚部２３ｃを左右に広げることによって図２及び図３に示すようにフロート２１に取り付けられ、このとき、係止部２３ｄがフロート２１の下面に係止されることによって該制振バネ２３の上方への抜けが防がれる。
【００２６】
そして、フロート２１に取り付けられた制振バネ２３の保持部２３ａをサクションパイプ１７の外周に横方向から嵌め込むことによって、前述のようにフロート２１が制振バネ２３を介してサクションパイプ１７に上下動可能に支持される。このとき、フロート２１は制振バネ２３によって水平、且つ、サクションパイプ１７に対して略同心に保持されている。尚、制振バネ２３の脚部２３ｃを３つ以上設けても良い。
【００２７】
次に、クーラント浄化システムの作用を図１に基づいて説明する。
【００２８】
研削盤１によって歯車等のワークが研削される場合、研削点の潤滑と冷却及びベッド上の清掃に供されたクーラントはリターン通路４を経て希土マグネットセパレータ２に導入され、これに含まれた研削屑等の磁性粒子が希土マグネットセパレータ２によって磁気的に荒取りされて回収される。
【００２９】
そして、希土マグネットセパレータ２によって研削屑等の異物が荒取りされたクーラントはタンク３内に貯留されるが、その表面に浮遊する微細な研削屑やゴミ等の浮上物は本発明に係る浮遊物除去装置５によって除去される。
【００３０】
ここで、浮上物除去装置５の作用を図２及び図３に基づいて説明する。
【００３１】
ポンプ７が駆動されていないときには浮上物除去装置５の伸縮部材１９内の液体溜め２４に貯留されているクーラントはサクションパイプ１７によって吸引されないため、その液位は図２に示すように比較的高く、このクーラント中へのフロート２１の浸漬量が比較的多いために該フロート２１に作用する浮力が大きく、フロート２１は上限位置にあって、その上面はタンク３内のクーラントの表面よりも上方に位置している。このため、タンク３内のクーラントはフロート２１の上面に開口する流入口２１ａから液体溜め２４内に流入せず、このクーラントの表面に浮遊する浮上物は除去されない。
【００３２】
而して、上記状態においてポンプ７を駆動すれば、液体溜め２４内に貯留されたクーラントがサクションパイプ１７の下端に形成された排出口１７ａからサクションパイプ１７内に吸引されるため、液体溜め２４内のクーラントの液位が急激に下がり、該クーラント中へのフロート２１の浸漬量が減少して該フロート２１に作用する浮力も減少する。この結果、フロート２１は自重によって下降するが、クーラントの液位のように急激に下降しない。即ち、フロート２１は制振バネ２３によってサクションパイプ１７に上下動可能に支持されているため、制振バネ２３とサクションパイプ１７間に発生する摩擦力によってフロート２１はサクションパイプ１７に沿って徐々に下降する。
【００３３】
そして、フロート２１がタンク３内のクーラント中に沈下し始めると、その上面に開口する流入口２１ａの周囲からタンク３内のクーラントが浮上物と共に液体溜り２４内に徐々に流入し、液体溜り２４内のクーラントは浮上物と共にサクションパイプ１７の排出口１７ａからサクションパイプ１７内に吸引されて供給通路６を通って研削盤１のベッド上に供給され、ベッド上の清掃に供される。
【００３４】
而して、上述のようにタンク３内のクーラントが浮上物と共にフロート２１の流入口２１ａから液体溜り２４内に流入すると、液体溜り２４内でのクーラントの液位は該クーラントのサクションパイプ１７からの排出量とタンク３内のクーラントの液体溜り２４内への流入量とがバランスした高さに安定し、フロート２１もこれに作用する浮力と自重とがバランスする位置に静止し、クーラントのサクションパイプ１７からの排出量を適当に調整することによって図３に示すようにフロート２１をタンク３のクーラント中に所定量だけ沈下させた状態（本実施の形態では、フロート２１の沈下量ｈ＝７ｍｍに設定）で安定的に静止させることができる。この結果、フロート２１の自励振動が防がれ、タンク３内のクーラントは浮上物と共に液体溜り２４内に連続して安定的に流入し、その流入量が飛躍的に増大する（本実施の形態では、サクションパイプ１７からの吸引量は２０リットル／分である）ため、浮上物が効率良く回収除去されてタンク３内のクーラントが浄化される。特に、前述のようにフロート２１は制振バネ２３によって水平、且つ、サクションパイプ１７に対して略同心に保持されているため、該フロート２１の上面に開口する流入口２１ａの周囲から液体が液体溜め２４内に均等に流入し、クーラントの表層部のみを確実に回収することができる。
【００３５】
ここで、制振バネ２３とサクションパイプ１７間に安定した摩擦力を発生させてフロート２１の自励振動を防ぐには、馴染み性の点から制振バネ２３とサクションパイプ１７を共にＳＵＳ材で構成することが効果的であることが確認された。
【００３６】
尚、従来はフロートの上面に環状の堰を起立させ、この堰の周方向数箇所にＶ溝を形成して液表面より深い部分の液体もＶ溝から液体溜め内に流入させるようにしていたが、本実施の形態ではＶ溝を廃してフロート２１の上面を平坦面として浮上物が浮遊する表層液のみを効率良く液体溜め２４内に吸引するようにした。
【００３７】
而して、研削時には一方の電磁弁１２は閉じられて他方の電磁弁１５は開けられており、表面に浮遊する浮上物が浮上物除去装置５によって除去されて浄化されたタンク３内のクーラントはポンプ１０によって吸引されて精密濾過装置９に導入され、これに含まれる研削屑等の異物が精密濾過装置９に内蔵されたバッグフィルタ１３を通過することによって除去されて該クーラントが更に浄化される。そして、精密濾過装置９によって浄化されたクーラントは供給通路１４を通って研削盤１の研削点に供給され、研削点の潤滑と冷却に供される。
【００３８】
一方、非研削時には一方の電磁弁１５が閉じられて他方の電磁弁１２が開けられ、タンク３内のクーラントは精密濾過装置９をバイパスしてバイパス通路１１を通って研削盤１のベッドに導かれて該ベッドの清掃に供された後、希土マグネットセパレータ２に循環して浮上物が除去される。このように、非研削時にはクーラントを精密濾過装置９をバイパスさせるようにしたため、該精密濾過装置９内のバッグフィルタ１３の寿命延長を図ることができるとともに、非研削時においてもクーラントを循環させることによって研削時・非研削時に拘らずタンク３内のクーラントの液位を一定に保つことができ、クーラント補充の管理を容易に行うことができる。
【００３９】
而して、供給通路６から研削盤１のベットに供給されるクーラントと研削時に供給通路１４から研削盤１の研削点に供給されるクーラント又は非研削時にバイパス通路１１から研削盤１のベッドに供給されるクーラントはベッドの清掃又は研削点の潤滑と冷却に供された後、リターン通路４を通って希土マグネットセパレータ２に導入され、以後は前記と同様の作用を繰り返しながら循環して研削盤１の研削点の潤滑と冷却及びベッドの清掃に供される。
【００４０】
尚、以上は本発明を特に研削盤のクーラント浄化システムに適用した例について説明したが、本発明は他の工作機械や他の任意の装置の液浄化システムに対しても同様に適用可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１又は２記載の発明によれば、フロートは制振バネによってサクションパイプに上下動可能に支持されているため、液体溜り内の液位が急激に低下しても制振バネとサクションパイプ間に発生する摩擦力によってフロートはサクションパイプに沿って徐々に下降してタンク内の液体が浮上物と共にフロートの流入口から液体溜り内に徐々に流入し、液体溜り内の液体の液位が該液体のサクションパイプからの排出量とタンク内の液体の液体溜り内への流入量とがバランスした高さに安定し、フロートもこれに作用する浮力と自重とがバランスする位置に静止し、フロートをタンクの液体中に所定量だけ沈下させた状態で安定的に静止させることができ、この結果、フロートの自励振動が防がれ、タンク内の表層液は浮上物と共に液体溜り内に連続して安定的に流入し、その流入量が飛躍的に増大して浮上物を効率良く回収除去することができるという効果が得られる。
【００４２】
又、請求項３記載の発明によれば、フロートは制振バネによって水平に保持されるため、該フロートの上面に開口する流入口の周囲から液体が液体溜め内に均等に流入し、クーラントの表層部のみを確実に回収することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る浮上物除去装置を備えるクーラント浄化システムの構成図である。
【図２】本発明に係る浮上物除去装置の断面図である。
【図３】本発明に係る浮上物除去装置の断面図である。
【図４】本発明に係る浮上物除去装置の制振バネの斜視図である。
【符号の説明】
３        タンク
５        浮上物除去装置
１７      サクションパイプ
１７ａ    排出口
１８      ボトムプレート
１９      伸縮部材
２１      フロート
２１ａ    流入口
２３      制振バネ
２４      液体溜め
【図１】
0003992839.tif 000002
【図２】
0003992839.tif 000003
【図３】
0003992839.tif 000004
【図４】
0003992839.tif 000005