(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。【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垂直な第１方向に延在する第１部材と、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第２部材と、第２部材に対して第１部材を周回運動させることによって、貯留部に貯留されるクーラント液に浸漬して第１部材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垂直な第１方向に延在する第１部材と、
前記第１方向に直交する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２部材に対して前記第１部材を周回運動させることによって、前記貯留部に貯留される前記クーラント液に浸漬して前記第１部材に付着した前記油分を前記歯部に移動させる周回機構と、
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】
前記第１部材に付着した前記油分は、前記周回機構による周回運動によって、前記複数の歯部のうち前記液面に対して最も遠い歯部まで移動し、
前記回収部は、前記液面に対して最も遠い歯部まで移動した前記油分を回収する、
請求項１に記載の油分回収装置。
【請求項３】
前記回収部は、前記液面に対して最も遠い歯部まで移動した前記油分を、前記第２部材の上端部の近傍に設けられた回収路部材を介して回収する、
請求項２に記載の油分回収装置。
【請求項４】
前記液面に対して最も遠い歯部まで移動した前記油分は、前記周回機構による周回運動によって、前記第２部材の上端部を前記回収部に向けて移動し、
前記回収部は、前記周回機構による周回運動によって前記第２部材の上端部を移動した前記油分を回収する、
請求項２に記載の油分回収装置。
【請求項５】
前記第１部材は、ステンレス材である、
請求項１〜４の何れか１項に記載の油分回収装置。
【請求項６】
前記第１部材は、前記クーラント液に浸漬する可能性のある部分に形成され、当該クーラント液を掻く掻き部材を有する、
請求項１〜５の何れか１項に記載の油分回収装置。
【請求項７】
前記歯部は、前記第１部材との接触面積が小さくなるような形状を有する、
請求項１〜６の何れか１項に記載の油分回収装置。
【請求項８】
前記歯部は、鋸状の歯部である、
請求項１〜７の何れか１項に記載の油分回収装置。
【請求項９】
前記第１部材には、前記貯留部に貯留されている切粉を吸着する磁性体が設けられている、
請求項１〜８の何れか１項に記載の油分回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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漬され、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】
本発明の目的は、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】
本発明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垂直な第１方向に延在する第１部材と、
前記第１方向に直交する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２部材に対して前記第１部材を周回運動させることによって、前記貯留部に貯留される前記クーラント液に浸漬して前記第１部材に付着した前記油分を前記歯部に移動させる周回機構と、
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】
本発明によれば、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】本実施の形態における油分回収装置の全体構成を示す図である。
【図２】本実施の形態における油分回収装置の概略側面図である。
【図３】本実施の形態における平板部材の周回運動を説明する図である。
【図４】油分が回収部まで移動する経路を説明する図である。
【図５】本実施の形態の変形例における平板部材の周回運動を説明する図である。
【図６】油分が回収部まで移動する経路を説明する図である。
【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。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）、平板部材１５０（本発明の「第１部材」に対応）、回転部材１６０、駆動部１７０および回収部１８０を備える。
【００１２】
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。
【００１３】
平板部材１５０は、クーラントタンク１２０に貯留されるクーラント液１３０の液面に垂直な第１方向（図１中の上下方向）に延在する金属部材である。本実施の形態では、平板部材１５０は、ステンレスの薄板である。平板部材１５０は、クーラントタンク１２０に貯留されるクーラント液１３０に浸漬する可能性のある部分に形成され、当該クーラント液１３０を掻く複数の掻き部材１５２を有する。平板部材１５０には、第１方向に延びる長穴１５４が形成されている。平板部材１５０には、第２ピン部材１５６が挿入される。
【００１４】
鋸歯部材１４０は、第１方向に直交する方向（図２中の左右方向）において平板部材１５０の外側（図２中の左側および右側）に固定して配置され、第１方向に複数の鋸状の歯部１４４を有する。平板部材１５０に形成された長穴１５４、および平板部材１５０の外側に配置された鋸歯部材１４０には、固定して配置された第１ピン部材１４２が挿入される。図２に示すように、鋸歯部材１４０の上端部の近傍には、上面がＶ字形状である回収路部材１４６が設けられている。
【００１５】
回転部材１６０は、第２ピン部材１５６の一端部（図２中の右端部）に接続されている。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中の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）が接続されている（図２を参照）。
【００１６】
回収部１８０は、図１に示すように、鋸歯部材１４０の右方に固定して配置される。
【００１７】
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に接続された第２ピン部材１５６ひいては第２ピン部材１５６が挿入された平板部材１５０は、平板部材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。この周回運動の際、平板部材１５０に形成された長穴１５４に挿入される第１ピン部材１４２は、図１における上下方向（第１方向）以外の平板部材１５０の移動を規制する。
【００１８】
以上のように、本実施の形態では、第１ピン部材１４２、第２ピン部材１５６、回転部材１６０、駆動部１７０によって、鋸歯部材１４０に対して平板部材１５０を周回運動させる周回機構（クランク機構）が実現される。図３は、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄの順で平板部材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。
【００１９】
平板部材１５０が周回運動することによって、平板部材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に浸漬する結果、クーラント液１３０の上面の油分（油膜）が平板部材１５０に付着する。エマルジョン化した油分の微細粒子も平板部材１５０に付着する。
【００２０】
その後、平板部材１５０が周回運動することによって、平板部材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）。
【００２１】
その後、平板部材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、再び平板部材１５０に付着する。そのため、平板部材１５０の周回運動（周回サイクル）毎に、平板部材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、平板部材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、すなわち平板部材１５０との接触面積が小さくなるような形状を有するため、平板部材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、端部において平板部材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。
【００２２】
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、回収路部材１４６の上面に移動し、回収部１８０に向けて流れ落ちる。回収部１８０は、回収路部材１４６から流れ落ちた油分を回収する。例えば、回収部１８０で回収された油分は、廃油口から排出される。
【００２３】
また、本実施の形態では、平板部材１５０が周回運動することによって、掻き部材１５２がクーラント液１３０の液面付近に存在するヘドロを掻き、クーラント液１３０の上面の油分が平板部材１５０に付着しやすくしている。すなわち、油分の回収効率の低下を防止することができる。なお、掻き部材１５２は、切欠きでも良いし、羽形状の突起でも良い。
【００２４】
図４は、平板部材１５０に付着した油分が回収部１８０まで移動する経路（矢印）を説明する図である。図４中の矢印に示すように、平板部材１５０が周回運動することによって、歯部１４４ａの上辺に移動した油分は、再び平板部材１５０に付着する。そして、平板部材１５０に付着した油分は、平板部材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、平板部材１５０の周回運動によって、油分は、歯部１４４ｃ，１４４ｄ，１４４ｅ，１４４ｆ，１４４ｇ，１４４ｈの上辺に順次移動する。
【００２５】
そして、最上方に位置する歯部１４４ｈの上辺まで移動した油分は、回収路部材１４６の上面に移動し、回収部１８０に向けて流れ落ちる。本実施の形態では、最上方に位置する歯部１４４ｈの上辺まで移動した油分が回収部１８０に向けて流れ落ちやすくする観点から、歯部１４４ｈおよび回収路部材１４６は、歯部１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃ，１４４ｄ，１４４ｅ，１４４ｆ，１４４ｇと異なり、回収部１８０に向けて傾斜している。
【００２６】
以上詳しく説明したように、本実施の形態では、油分回収装置１００は、油分を含むクーラント液１３０を貯留する貯留部（クーラントタンク１２０）と、貯留部に貯留されるクーラント液１３０の液面に垂直な第１方向に延在する第１部材（平板部材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１４４を有する第２部材（鋸歯部材１４０）と、第２部材に対して第１部材を周回運動させることによって、貯留部に貯留されるクーラント液１３０に浸漬して第１部材に付着した油分を歯部１４４に移動させる周回機構（第１ピン部材１４２、第２ピン部材１５６、回転部材１６０、駆動部１７０）と、歯部１４４に移動した油分を回収する回収部１８０と、を備える。また、本実施の形態では、平板部材１５０に付着した油分は、周回機構による周回運動によって、複数の歯部１４４のうち上記液面に対して最も遠い歯部１４４まで移動する。そして、回収部１８０は、上記液面に対して最も遠い歯部１４４まで移動した油分を回収する。
【００２７】
このように構成した本実施の形態によれば、従来技術（ベルト式のオイルスキマー）と異なり、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。これは、平板部材１５０に付着した油分を徐々に上方の歯部１４４に移動させることによって、平板部材１５０の表面に付着した、油分に比べて粘度が低く表面張力の強いクーラントを落としつつ、油分のみを最上方の歯部１４４に移動させることができるからである。また、平板部材１５０に付着した油分を徐々に移動させることで、クーラント液１３０に生じたクーラント液１３０と不純物との混合体である気泡を潰すことができ、油分を効率的に回収することができる。
【００２８】
また、本実施の形態では、平板部材１５０は、ステンレス材である。この構成により、平板部材１５０に油分が付着しやすく、かつ、クーラント液が落ちやすくすることができる。
【００２９】
また、本実施の形態で採用している構造は、鋸歯部材１４０に対して平板部材１５０を周回運動させるといった簡単な構造である。そのため、従来のベルト式のオイルスキマーではベルトの交換に金額的・時間的コストがかかっていたが、本実施の形態では、平板部材１５０の交換を比較的低コストで行うことができる。さらに言えば、従来のベルト式のオイルスキマーに比べて、油分の移動および回収に必要なスペースを小さくすることができる。
【００３０】
なお、上記実施の形態では、回収部１８０は、複数の歯部１４４のうち上記液面に対して最も遠い歯部１４４まで移動した油分を回収する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。回収部１８０は、複数の歯部１４４のうち、上記液面に対してなるべく遠い歯部１４４まで移動した油分を回収することが好ましいが、必ずしも最も遠い歯部１４４まで移動した油分を回収しなくても良い。
【００３１】
また、上記実施の形態では、歯部１４４が鋸状の歯部である例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、歯部１４４は、コの字状に形成されていても良いし、台形状に形成されていても良いし、矩形状に形成されていても良い。ただし、平板部材１５０との接触部を短くし、当該接触部で油分が掻き落とされてしまうことをなるべく防止する観点からは、歯部１４４は、上辺と下辺とが平行でなく、端部において鋭角をつくるような鋸状の形状であることが望ましい。
【００３２】
また、上記実施の形態では、１組の鋸歯部材１４０および平板部材１５０を用いて油分を回収する構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。油分の回収効率を向上させる観点から、周回機構を共有しつつ、鋸歯部材１４０および平板部材１５０を追加しても良い。
【００３３】
また、上記実施の形態では、最上方に位置する歯部１４４ｈの上辺まで移動した油分が回収路部材１４６の上面に移動し、回収部１８０に向けて流れ落ちる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図５に示すように、平板部材１５０の図中右側に、長方形状の平板部材１９０（図中点線部）が取り付けられても良い。平板部材１９０は、平板部材１５０と同様に、１組の鋸歯部材１４０の間に位置し、回転部材１６０の回転に応じて図中の時計回り方向に周回運動を行う。図５は、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄの順で平板部材１５０，１９０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。
【００３４】
平板部材１９０が周回運動することによって、最上方に位置する歯部１４４ｈの上辺まで移動した油分は、平板部材１９０の上辺に移動する（載る）。その後、平板部材１９０が周回運動することによって、平板部材１９０の上辺に移動した油分は、再び鋸歯部材１４０の上端部１４０ａに付着する（図６を参照）。そのため、図６に示すように、平板部材１９０の周回運動毎に、平板部材１９０に付着した油分は、より右方に位置する鋸歯部材１４０の上端部１４０ａに積極的に横移動することとなる。そして、鋸歯部材１４０の上端部１４０ａの右端まで移動した油分は、回収部１８０に向けて垂直に落下する。図６は、平板部材１５０，１９０に付着した油分が回収部１８０まで移動する経路（矢印）を説明する図である。なお、平板部材１５０，１９０は、本発明の「第１部材」に対応する。
【００３５】
図５，６を参照して説明した構成により、最上方に位置する歯部１４４ｈの上辺まで移動した油分が回収路部材１４６の上面に移動し回収部１８０に向けて流れ落ちる場合と比べて、歯部１４４ｈの上辺まで移動した油分を積極的に回収部１８０に向けて移動させることができ、ひいては回収性能を向上させることができる。回収路部材１４６の上面で油分を移動させる場合には、粘度の高い油分や当該油分に包み込まれた浮遊物（さらに言えば、切粉）の堆積により流れ（移動性）が悪くなり、回収性能が低下してしまうおそれがあるからである。さらに言えば、この場合、回収路部材１４６の上面に対する定期的な清掃が必要となってしまう。この対策として、回収路部材１４６の上面を回収部１８０に向けて大きく傾斜させることも考えられるが、この場合、回収部１８０の高さを確保することができなかったり、油分回収装置１００の高さがある程度必要となってしまったりするため、好ましくない。なお、平板部材１９０の周回運動により、鋸歯部材１４０の上端部１４０ａにおいて油分を横移動させる場合には、回収路部材１４６を設けることは必ずしも必要でなく、当該上端部１４０ａを回収部１８０に向けて傾斜させる必要もない。
【００３６】
また、図５，６を参照して説明した構成において、平板部材１５０，１９０には、クーラントタンク１２０に貯留されている切粉を吸着する磁性体が設けられていても良い。図５Ａに示すように、平板部材１５０，１９０には、クーラントタンク１２０に貯留されている切粉を吸着する複数の磁石２００が離間して埋め込まれている。クーラントタンク１２０には、切削加工等によって生じた切粉（アルミ）、すなわち磁性体の異物が含まれる。平板部材１５０，１９０に複数の磁石２００が埋め込まれていることにより、切粉は、平板部材１５０への吸着、歯部１４４の上辺への移動を繰り返しながら、最上方に位置する歯部１４４ｈの上辺まで移動する。そして、歯部１４４ｈの上辺まで移動した切粉は、平板部材１９０の周回運動により、平板部材１９０への吸着、鋸歯部材１４０の上端部１４０ａへの移動を繰り返しながら、上端部１４０ａの右端まで移動し、回収部１８０に向けて垂直に落下する。以上のように、平板部材１５０，１９０に複数の磁石２００が埋め込まれていない場合と比べて、平板部材１５０，１９０からの切粉の落下が防止されるため、クーラントタンク１２０に貯留されている切粉を、クーラント液１３０と分離してより確実に回収することができる。
【００３７】
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】
【００３８】
本発明は、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として有用である。
【符号の説明】
【００３９】
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
１４２  第１ピン部材
１４４  歯部
１４６  回収路部材
１５０，１９０  平板部材
１５２  掻き部材
１５４  長穴
１５６  第２ピン部材
１６０  回転部材
１７０  駆動部
１８０  回収部
２００  磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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