(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
上記投入手段は、上記計量容器を前後に回動が可能となるように支持する支持軸と、上記支持軸に支持された計量容器を前後に回動させるように駆動する駆動シリンダとを備えて構成されている
請求項1記載の加工用液剤の希釈装置。
【背景技術】
【0002】
熱間鍛造のような金属塑性加工や、切削や研削のような金属加工を行う加工機械では、従来より、離型剤やクーラント液などの加工用液剤を使用している。このような加工用液剤は一般に、水溶性の油剤(以下「原液」という)を水で希釈するエマルジョンタイプを使用することが多い。上記原液は、水により決められた濃度に希釈して用いなければならない。
【0003】
上記加工用液剤は、貯留槽に貯留したものを加工機械に供給し、上記加工機械で離型剤として使用された残りを回収して固形分を分離し、上記貯留槽に戻して再び上記加工機械に供給する。上記加工用液剤は、上記のように循環させて利用するあいだに、持ち出しや蒸発で消費される。
【0004】
循環させる加工用液剤の量は、適正な範囲に管理しなければならない。したがって、上記加工用液剤のうち消費されて減少した分について、新しい原液を所定の濃度に水で希釈した新しい加工用液剤を調整し、上記貯留槽に追加することが行われる。このとき、循環させる加工用液剤の濃度を、適正な範囲に管理する必要がある。
【0005】
上記原液を希釈するときは、原液を計量し、計量した原液に対して所定の割合で水を導入することが行われる。
【0006】
最近では、離型性や切削性を向上させるため、黒鉛粉末などの固体潤滑剤を含有する原液が用いられることがある。
【0007】
ところが、このような粉末を含有する原液は、粉末が固着し、誤検知することから、各種の流量計を用いた計量が困難である。このため、計量に流量計を使用すると、正確な比率で希釈ができず、加工用液剤を適切に管理することができない。
【0008】
そこで、黒鉛粉末などの固体潤滑剤を含有する原液では、流量計以外の手段により原液を計量する必要がある。
【0009】
クーラント液などの加工用液剤の供給に関する先行技術文献として、出願人は下記の特許文献1を把握している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
上記特許文献1の切削油供給装置は、流量計ではなく計量カップを用いて溶質を計量する。しかしながら、この切削油供給装置において固体潤滑剤などの粉末を含有する原液を計量すると、正確な計量ができず、正確な希釈濃度で加工用液剤を管理することができない。つまり、粉末を含有する原液は粘度が高く流動性が悪いことから、計量カップで計量原液を投入したあと、多くの原液が計量カップの内面に付着して残ってしまうからである。また、計量カップの内面に原液が付着し残った状態で、つぎの計量まで放置すると、付着した原液が乾燥してこびりつき、つぎの計量がさらに不正確になる。つまり、特許文献1の装置では、正確な比率で原液の希釈ができず、加工用液剤を適切に管理することができないのである。
希釈を前提とした原液は一般に粘度が高く、計量カップで計量するとその内面に原液が残りやすいため、粉末を含まない原液でも多かれ少なかれ同様のことが起こる。
【0013】
また、上記特許文献1の装置は、計量カップの傾斜量をばねで調整し、その傾斜量に基づいて溶質の投入バルブをOFFにし、溶質の投入量を計量する。つまり、ばねが正常に動作しなくなると正確な計量ができない。たとえば、粘度の高い溶質がばねに付着し、これにさらに塵埃が付着してこびりつくと、ばねが正常に動作しなくなり、正確な計量ができず、正確な比率で原液の希釈ができないという問題がある。これを防ぐためには定期的なメンテナンスが必要になる。
【0014】
本発明は、上記課題を解決するため、つぎの目的をもってなされたものである。
原液を正確に計量し、正確な比率で原液を希釈して加工用液剤を適切に管理することができる加工用液剤の希釈装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記目的を達成するため、請求項1記載の加工用液剤の希釈装置は、つぎの構成を採用した。
原液を水で希釈して加工用液剤を得る加工用液剤の希釈装置であって、
原液を水で希釈して得られた加工用液剤を貯留する貯留タンクと、
原液供給路から供給された原液を計量する計量容器と、
上記計量容器内に供給された原液の液量を検知する液量センサと、
上記計量容器内の原液が所定の液量に達したことを上記液量センサが検知したときに、上記計量容器内の原液を貯留タンクに投入する投入手段と、
上記投入手段による投入中から投入後にかけて、上記計量容器の内面に加工用液剤または水を散布して洗浄する洗浄手段とを備え、
上記計量容器は、前方に傾いて内部の原液を上記貯留タンクに投入するショベル状の容器であり、
上記投入手段は、上記ショベル状の計量容器を前方に傾斜させることにより、上記計量容器内の原液を貯留タンクに投入するものであり、
上記洗浄手段は、上記投入手段が前方に傾斜させた上記ショベル状の計量容器の内面に向かって水または加工用液剤を噴射する洗浄ノズルを有して
おり、
上記液量センサは、計量容器内に供給された原液の液面を検知する液面センサであり、
上記液面センサが、光センサであって、上記投入手段による傾斜と復帰を繰り返す上記計量容器に対して干渉しないように構成されている。
【0017】
請求項
2記載の加工用液剤の希釈装置は、上記請求項
1記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記投入手段は、上記計量容器を前後に回動が可能となるように支持する支持軸と、上記支持軸に支持された計量容器を前後に回動させるように駆動する駆動シリンダとを備えて構成されている。
【0018】
請求項
3記載の加工用液剤の希釈装置は、上記請求項1
または2記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記計量容器から原液が投入される前に上記貯留タンク内に貯留された加工用液剤の濃度を検知する濃度センサと、
上記濃度センサが検知した濃度と上記計量容器から投入される原液の液量とに基づいて、希釈のために導入する水量を決定する水量決定手段をさらに備えている。
【発明の効果】
【0019】
請求項1記載の加工用液剤の希釈装置は、原液を水で希釈して加工用液剤を得る加工用液剤の希釈装置である。
貯留タンクは、原液を水で希釈して得られた加工用液剤を貯留する。
計量容器は、原液供給路から供給された原液を計量する。
液量センサは、上記計量容器内に供給された原液の液量を検知する。
投入手段は、上記計量容器内の原液が所定の液量に達したことを上記液量センサが検知したときに、上記計量容器内の原液を貯留タンクに投入する。
【0020】
本発明は、上記計量容器を前方に傾斜させることにより、上記計量容器内の原液を貯留タンクに投入する。つまり、上記計量容器から貯留タンクに原液が直接投入される。構造的には、投入される原液が通過する流路やバルブを持たない。このため、流路やバルブを洗浄する必要がない。したがって、洗浄時間が不必要に長くならず、流路やバルブをメンテナンスする必要も生じない。
そして、洗浄手段は、
上記投入手段が前方に傾斜させた上記ショベル状の計量容器の内面に向かって水または加工用液剤を噴射する洗浄ノズルを有し、上記投入手段による投入中から投入後にかけて、上記計量容器の内面に加工用液剤または水を散布して洗浄する。
希釈を前提とした粘度が高い原液であっても、計量容器の内面に付着した原液は、洗い流される。洗い流された原液は、希釈して得られる加工用液剤に投入することができる。これにより、正確な比率で原液を希釈し、加工用液剤を適切に管理することができる。
【0021】
請求項
1記載の加工用液剤の希釈装置は、
上記液量センサは、計量容器内に供給された原液の液面を検知する液面センサである。これにより、従来のように、ばねが正常に動作しなくなることに起因して、原液を正確に計量ができなくなる事態を防止する。したがって、メンテナンスコストを低減しながら、長期間にわたって正確な比率で原液を希釈し、加工用液剤を適切に管理できる。また、
上記液面センサが、光センサであって、上記投入手段による傾斜と復帰を繰り返す上記計量容器に対して干渉しないように構成されている。このため、上記計量容器が傾斜と復帰を繰り返すときに、計量容器と液面センサの干渉を防止する。
【0022】
請求項
2記載の加工用液剤の希釈装置は、上記投入手段は、上記計量容器を前後に回動が可能となるように支持する支持軸と、上記支持軸に支持された計量容器を前後に回動させるように駆動する駆動シリンダとを備えて構成されている。
【0023】
請求項
3記載の加工用液剤の希釈装置は、希釈のために導入する水量を決定する。つまり、上記計量容器から原液が投入される前に、上記貯留タンク内に貯留された加工用液剤の濃度を濃度センサで検知する。上記濃度センサが検知した濃度と上記計量容器から投入される原液の液量とに基づいて、水量決定手段が希釈のために導入する水量を決定する。このようにすることにより常に、正確な比率で原液を希釈し、加工用液剤を適切に管理することができる。
【発明を実施するための形態】
【0025】
図1は本発明の加工用液剤の希釈装置の一実施形態を示す構成図である。
【0026】
〔加工用液剤〕
本実施形態が対象とする加工用液剤は、原液を水で希釈して得られるものである。上記加工用液剤としては、熱間鍛造加工に用いる離型剤や切削用のクーラント液などをあげることができる。上記原液には、エマルションタイプ、ソリュブルタイプ、ソリューションタイプ等があり、いずれも本実施形態に適用できる。
【0027】
上記原液として、黒鉛粉末や二硫化モリブデン粉末のような固体潤滑剤の粉末が混合されたものを用いることができる。
【0028】
上記原液と水は、製品や用途や環境等に応じて適正となる所定の混合比で混合され、離型剤やクーラント液として加工機械100での使用に供される。
【0029】
〔全体構成〕
本実施形態の加工用液剤の希釈装置は、貯留タンク10と、計量容器20と、液量センサ30と、投入手段40と、洗浄手段50とを備えている。
【0030】
上記貯留タンク10は、上記原液を水で希釈して得られた加工用液剤を貯留する。
上記計量容器20は、原液供給路61から供給された原液を計量する。
上記液量センサ30は、上記計量容器20内に供給された原液の液量を検知する。
上記投入手段40は、上記計量容器20内の原液が所定の液量に達したことを上記液量センサ30が検知したときに、上記計量容器20内の原液を貯留タンクに投入する。
上記洗浄手段50は、上記投入手段40による投入中から投入後にかけて、上記計量容器20の内面に加工用液剤または水を散布して洗浄する。
【0031】
上記装置では、貯留タンク10に貯留した加工用液剤を、液剤供給路1によって加工機械100に供給する。加工機械100で使用された加工用液剤は、回収槽2に回収される。上記回収槽2に回収された加工用液剤は、還流路3によって貯留タンク10に還流され、循環利用される。
【0032】
循環利用するあいだに加工用液剤は持ち出しや蒸発で消費されて減少する。加工用液剤が減少した分は、原液とそれを希釈する水を新たに供給することにより、新たな加工用液剤を追加する。
【0033】
新たな加工用液剤の追加は、原液缶60に貯留された原液と希釈用の水を、追加ユニット70で貯留タンク10に追加することにより行う。
【0034】
上記追加ユニット70では、原液供給路61から計量容器20に原液を供給して所定量を計量し、計量容器20から貯留タンク10に投入する。原液の投入は、計量容器20を傾斜させることにより行う。希釈する水の供給は、水供給路51から所定量を供給することにより行う。このとき、傾斜した計量容器20の内面に供給する水を散布することにより、計量容器20の内面に付着して残った原液を洗い落とし、貯留タンク10に投入する。
【0035】
〔貯留タンク〕
上記貯留タンク10は、ダーティ槽11とクリーン槽12を備えている。ダーティ槽11とクリーン槽12は、隔壁13Aで隔てられている。上記隔壁13Aは、クリーン槽12のクリーン液をダーティ槽11にオーバーフローさせる高さに設定されている。
【0036】
上記ダーティ槽11は、加工機械から回収されたダーティ液を貯留する。
【0037】
上記ダーティ槽11は、スラッジなどの混濁物を排出する排出コンベア14Aを備えたコンベアエリア11Aと、混濁物を排出した二次ダーティ液を貯留する貯留エリア11Bとを有している。上記コンベアエリア11Aと貯留エリア11Bの間は、隔壁13Bで隔てられている。上記隔壁13Bは、上記コンベアエリア11Aから貯留エリア11Bに二次ダーティ液をオーバーフローさせる高さに設定されている。
【0038】
上記排出コンベア14Aは、比較的おおきな混濁物をダーティ液から排出する。上記排出コンベア14Aの先端には、排出された混濁物を脱液する脱液コンベア14Bが配置されている。この例では、上記排出コンベア14Aには掻きあげ式のコンベアが適用され、上記脱液コンベア14Bにはスクリューコンンベアが適用されている。上記脱液コンベア14Bで脱液された混濁物はピット4に投入される。符号4Aはピット4に設けられたピット液面計4Aである。混濁物から分離された液体は、コンベアエリア11Aに戻される。
【0039】
上記コンベアエリア11Aには、常時液面計14Cと緊急液面計14Dとが設けられている。上記常時液面計14Cは、運転中のコンベアエリア11Aの液面を計測する。上記緊急液面計14Dは、コンベアエリア11Aの液面が異常上昇したことを検知する。コンベアエリア11Aの液面が異常上昇すると、装置の運転を停止するよう制御される。
【0040】
上記貯留エリア11Bには、二次ダーティ液をクリーン槽12に送る送液ポンプ15Aが設けられている。上記送液ポンプ15Aにより、二次ダーティ液が送液路15Bを通ってクリーン槽12に送られる。上記送液路15Bには、二次ダーティ液に残る比較的ちいさな混濁物を除去するサイクロンフィルタ15Cが設けられている。加工用液剤に分散された固体潤滑剤等の粉末は、上記サイクロンフィルタ15Cでは除去されず、クリーン液は上記粉末が混入された状態である。
【0041】
上記クリーン槽12は、上記ダーティ液からスラッジなどの混濁物を除去したクリーン液を貯留する。
【0042】
上記クリーン槽12では、貯留したクリーン液に対し、追加ユニット70から原液と希釈用の水が追加される。
【0043】
上記クリーン槽12には、攪拌装置16Aと、液面計16Bと、濃度センサ16Cが設けられている。
【0044】
上記攪拌装置16Aは、上記追加ユニット70から原液と希釈用の水が追加されたときに、貯留されていたクリーン液と追加された原液および水とを攪拌する。
上記液面計16Bは、上記クリーン槽12に貯留されたクリーン液の液面を検知して監視する。
上記濃度センサ16Cは、上記クリーン槽12に貯留されたクリーン液の濃度を検知する。
【0045】
上記クリーン槽12には、供給ポンプ1Aを有する液剤供給路1が接続されている。液剤供給路1により、加工機械100に対してクリーン液(加工用液剤)が供給される。上記液剤供給路1には分岐路1Bが設けられている。上記分岐路1Bの先端は、ダーティ槽11の排出コンベア14Aの上部に開口している。これにより、排出コンベア14Aの表面にクリーン液を散布して洗浄するようになっている。
【0046】
上記加工機械100で離型剤やクーラント液として使用に供された加工用液剤は、ダーティ液となって回収槽2に回収される。符号2Aは液面計2Aである。回収槽2に回収されたダーティ液は、ポンプ3Aを有する還流路3を通じ、上記貯留タンク10に還流される。還流路3の先端はダーティ槽11のコンベアエリア11Aに配置されている。つまり還流されるダーティ液は、上記コンベアエリア11Aに放出される。
【0047】
〔追加ユニット〕
上記追加ユニット70は、計量容器20と、液量センサ30と、投入手段40と、洗浄手段50を備えている。上記追加ユニット70は、原液缶60に貯留された原液と希釈用の水を貯留タンク10に追加することにより、新たな加工用液剤を上記クリーン槽12に追加する。
【0048】
〔計量容器〕
上記計量容器20は、原液缶60に貯留された原液が供給され、クリーン槽12に追加する原液を計量する。上記計量容器20は、深みのあるショベル状の容器である。所定量の原液が満たされたときに、前方に傾いて内部の原液を上記クリーン槽12に投入する。
【0049】
上記原液缶60は、原液が貯留されたドラム缶である。内部の原液はポンプ61Aで汲み上げられて原液供給路61により、上記計量容器20に供給される。上記原液缶60内の原液は、攪拌機62で攪拌され、液面計63で液面が検知される。
【0050】
〔液量センサ〕
上記液量センサ30は、上記計量容器20内に供給された原液の液量を検知する。上記液量センサ30には、計量容器20内に供給された原液の液面を検知する液面センサを用いることができる。上記液量センサ30には光センサを用いることができ、上記計量容器20内に供給された原液の液量を、上記計量容器20から少し離れた位置から検知する。これにより、上記計量容器20が傾斜と復帰を繰り返すときに、計量容器20と液量センサ30の干渉を防止する。上記計量容器20に所定量の原液が満たされたことを上記液量センサ30が検知すると、上記ポンプ61Aを停止するよう制御する。
【0051】
〔投入手段〕
上記投入手段40は、上記計量容器20を傾けることにより、上記計量容器20内の原液を貯留タンク10に投入する。つまり、上記計量容器20に所定量の原液が満たされたときに、ショベル状の計量容器20を前方に傾斜させ、内部の原液を上記クリーン槽12に投入する。
【0052】
上記投入手段40は、この例では、支持軸41と駆動シリンダ42とを備えて構成されている。上記支持軸41は、計量容器20を前後に回動が可能となるように支持する。上記駆動シリンダ42は、上記支持軸41に支持された計量容器20を前後に回動させるように駆動する。
【0053】
上記投入手段40では、上記計量容器20に所定量の原液が満たされたことを液量センサ30が検知すると、上記駆動シリンダ42がショベル状の計量容器20を前方に傾斜させるように駆動させ、内部の原液を上記クリーン槽12に投入する。投入が終了すると、上記駆動シリンダ42が計量容器20を後方に回動させるように駆動させ、計量容器20を元の位置に戻す。
【0054】
〔洗浄手段〕
上記洗浄手段50は、水供給路51と、洗浄ノズル53を備えている。
上記洗浄手段50は、上記投入手段40による原液の投入中から投入後にかけて、上記計量容器20の内面に加工用液剤または水を散布する。これにより計量容器20の内面を洗浄し、計量容器20の内面に付着した原液を洗い落とし、上記クリーン槽12に投入する。
【0055】
上記水供給路51は、原液を希釈するための水を洗浄用の液体として洗浄ノズル53に供給する。また、上記水供給路51には、液剤供給路1から分岐した液剤路55が合流している。これにより、上記水供給路51は、上記クリーン槽12から取り出された加工用液剤(クリーン液)を洗浄用の液体として洗浄ノズル53に供給することができる。
【0056】
上記洗浄ノズル53は、前方に傾斜した計量容器20の内面に向かって水または加工用液剤を噴射する。
【0057】
〔水量決定手段〕
本実施形態の装置は、希釈のために導入する水量を決定する水量決定手段80を備えている。
【0058】
上記水量決定手段80は、上述した濃度センサ16Cと、流量計52と、開閉弁54と、制御手段81とを含んで構成されている。
【0059】
上記濃度センサ16Cは、上記計量容器20から原液が投入される前に上記貯留タンク10内に貯留された加工用液剤の濃度を検知する。
【0060】
上記水供給路51には、上記流量計52と開閉弁54が設けられ、クリーン槽12に投入する水の量が所定の量になったときに、水の供給を停止する。
【0061】
上記制御手段81は、上記濃度センサ16Cが検知した濃度と、上記計量容器20から投入される原液の液量とに基づいて、新たな加工用液剤の投入が終わったときに、循環する加工用液剤の濃度が最適になるために必要な希釈水の量を演算する。そして、上記制御手段81は、上記流量計52がクリーン槽12に投入する水の量が所定の量になったことをカウントしたときに、開閉弁54を閉じて水の供給を停止する。これにより、水量決定手段80は、希釈のために導入する水量を決定する。
【0062】
上記制御手段81は、希釈のために導入する水量が所定量よりも少ないときは、開閉弁56を開いてクリーン液を洗浄ノズル53に送り、上記計量容器20の内面をクリーン液で洗浄する。これにより、希釈のために導入する水量が少ないときでも、計量容器20が洗浄不足になるのを防止する。
【0063】
このような構成により、上記追加ユニット70では、原液供給路61から計量容器20に原液を供給して所定量を計量し、計量容器20から貯留タンク10に投入する。原液の投入は、計量容器20を傾斜させることにより行われる。希釈する水の供給は、水供給路51から所定量を供給することにより行う。このとき、傾斜した計量容器20の内面に供給する水を散布することにより、計量容器20の内面に付着して残った原液を洗い落とし、貯留タンク10に投入する。
【0064】
〔作用効果〕
上記構成をとることにより、本実施形態は、下記の作用効果を奏する。
【0065】
本実施形態は、原液を水で希釈して加工用液剤を得る加工用液剤の希釈装置である。
貯留タンク10は、原液を水で希釈して得られた加工用液剤を貯留する。
計量容器20は、原液供給路61から供給された原液を計量する。
液量センサ30は、上記計量容器20内に供給された原液の液量を検知する。
投入手段40は、上記計量容器20内の原液が所定の液量に達したことを上記液量センサ30が検知したときに、上記計量容器20内の原液を貯留タンク10に投入する。
【0066】
そして、洗浄手段50は、上記投入手段40による投入中から投入後にかけて、上記計量容器20の内面に加工用液剤または水を散布して洗浄する。
希釈を前提とした粘度が高い原液であっても、計量容器20の内面に付着した原液は、洗い流される。洗い流された原液は、希釈して得られる加工用液剤に投入することができる。これにより、正確な比率で原液を希釈し、加工用液剤を適切に管理することができる。
【0067】
本実施形態は、上記液量センサ30として、計量容器20内に供給された原液の液面を検知する液面センサを用いる。これにより、従来のように、ばねが正常に動作しなくなることに起因して、原液を正確に計量ができなくなる事態を防止する。したがって、メンテナンスコストを低減しながら、長期間にわたって正確な比率で原液を希釈し、加工用液剤を適切に管理できる。
【0068】
本実施形態は、上記計量容器20を傾けることにより、上記計量容器20内の原液を貯留タンク10に投入する。つまり、上記計量容器20から貯留タンク10に原液が直接投入される。構造的には、投入される原液が通過する流路やバルブを持たない。このため、流路やバルブを洗浄する必要がない。したがって、洗浄時間が不必要に長くならず、流路やバルブをメンテナンスする必要も生じない。
【0069】
本実施形態は、希釈のために導入する水量を決定する。つまり、上記計量容器20から原液が投入される前に、上記貯留タンク10内に貯留された加工用液剤の濃度を濃度センサ16Cで検知する。上記濃度センサ16Cが検知した濃度と上記計量容器20から投入される原液の液量とに基づいて、水量決定手段80が希釈のために導入する水量を決定する。このようにすることにより常に、正確な比率で原液を希釈し、加工用液剤を適切に管理することができる。
【0070】
〔変形例〕
以上は本発明の特に好ましい実施形態について説明したが、本発明は示した実施形態に限定する趣旨ではなく、各種の態様に変形して実施することができ、本発明は各種の変形例を包含する趣旨である。
【0071】
たとえば、投入手段40による原液の投入は、計量容器20を傾斜させる以外の方法を採用することもできる。たとえば、計量容器20に投入路と開閉バルブを設ければよい。上記液量センサ30は、液面センサ以外のセンサを用いることもできる。たとえば、投入路と開閉バルブを設けた計量容器20であれば、荷重センサを使用することができる。