JP4672129B2

JP4672129B2 - 切削物の搬送装置

Info

Publication number: JP4672129B2
Application number: JP2000347939A
Authority: JP
Inventors: 正晴川野; 広一田辺
Original assignee: TEKUTOWAN CORPORATION
Current assignee: TEKUTOWAN CORPORATION
Priority date: 2000-11-15
Filing date: 2000-11-15
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2020-11-15
Also published as: JP2002154030A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属等の切削加工機械、たとえば、小型旋盤等の機械等から排出する切削物を含む液体より、切削物を分離して、スパイラルコンベヤーまたはスクリューコンベヤーで連続的に搬送して廃棄する切削物の搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属等の切削加工機械、特に、小型旋盤においては、クーラント廃液中に微細な切屑や切粉等の切削物とともに棒状切屑や螺旋状切屑等の切削物が混在することが多く、これらの切削物を一緒にスパイラルコンベヤー等で搬送する際、トレイに微細な切屑や切粉等の切削物が詰まり、かつ、棒状切屑や螺旋状切屑等の切削物がスパイラルコンベヤー等に噛み込んでスパイラルコンベヤー等の回転が止まって、切削物の搬送が不可能になることがあった。
【０００３】
従来、液体、たとえばクーラント廃液中の切削物の搬送装置としては、図１に示すように、湾曲状のトレイ１の内面２にスパイラルコンベヤー３の外周面を近接して回転可能に設置し、流入部４よりトレイ１の内に導入した切削物を搬送するものが存在するが、トレイ１の内面２とスパイラルコンベヤー３との間に、微細な切屑や切粉等の切削物が詰まってスパイラルコンベヤー３の回転が止まって、搬送が不可能になる欠点があった。
【０００４】
そこで、出願人会社においては、クーラント廃液中の切削物の搬送装置として、図２と図３に示すように、湾曲状のトレイ１の内面２（搬送路）の長手方向に延長する一本以上のガイドレール５を設け、このように構成したトレイ１の内面２に、スパイラルコンベヤー３の外周面をガイドレール５に近接して回転可能に設置し、切削物、特に微細な切屑や切粉等の切削物を詰まることなく、かつ、搬送路を磨耗させることなく、効率的に搬送する切削物の搬送装置を開発して製造販売している。
【０００５】
しかし、前述した従来の切削物の搬送装置においは、切削物、特に微細な切屑や切粉等の切削物を詰まることなく、かつ、トレイ１の内面２を磨耗させることなく、効率的に搬送、廃棄できる利点はあるが、クーラント廃液中に微細な切屑や切粉等の切削物とともに棒状切屑や螺旋状切屑等の切削物が混在している場合に、スパイラルコンベヤー３でこれらの切削物を搬送する際、トレイ１の内面２とガイドレール５の間およびスパイラルコンベヤー３とガイドレール５の間に棒状切屑や螺旋状切屑等の切削物が噛みこんで詰まることが多く、スパイラルコンベヤー３の回転が止まって、切削物の搬送が不可能になることがあった。
【０００６】
特に、小型旋盤においては、種々な金属等の切削加工を行なうために、クーラント廃液中には雑多な切削物が混在することが多く、微細な切屑や切粉等の切削物とともに棒状切屑や螺旋状切屑等の切削物が混在する可能性が高く、これらの種々雑多の切削物を一緒にトレイ１内に詰まることなく、かつ、トレイ１の内面２を磨耗させることなく、効率的に、コストを安く、搬送、廃棄することが緊急の技術課題となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、クーラント等の液体中の種々雑多な切削物、特に微細な切屑や切粉等の切削物とともに棒状切屑や螺旋状切屑等の切削物が混在している場合に、トレイの内面とガイドレールおよびトレイの内面とスパイラルコンベヤーまたはスクリューコンベヤーとの間にこれらの切削物が詰まったり、噛み込むことを防止し、すなわち、スパイラルコンベヤーまたはスクリューコンベヤーの回転が停止して切削物の搬送不可能になることを防止して、切削物を連続的に効率的に搬送して廃棄することに目的がある。
【０００８】
また、本発明は、切削物を搬送するスパイラルコンベヤーまたはスクリューコンベヤーの回転の際の摩擦抵抗を低減し、トレイの内面の磨耗を防止して、切削物搬送装置のメンテナンスを容易にするとともに故障を防止し、切削物を安価なコストで搬送して廃棄することに目的がある。
【０００９】
さらに、本発明は、種々雑多な切削物をクーラント廃液等の液体より効果的に完全に分離して、切削物を分離したクーラント等の液体を回収して再利用することをことに目的がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、切削物の搬送装置に関するもので、湾曲状のトレイの上方部を切削物を含む液体の流入部とし、トレイの内面の長手方向にＬ字状の溝を設けたガイドレールの複数本を間隔を置いてを固定し、ガイドレールの内側片部に設けた溝等の取付部に、溝等の取付部の高さより薄い板厚の湾曲状のインナートレイの端部に固定することによって、溝等の取付部の表面とインナートレイの表面との間に間隙を形成するとともに、インナートレイの底面とトレイの内面の間に間隙を形成するように、インナートレイをトレイ内に取り付け、ガイドレールの表面と湾曲状のインナートレイの表面に、スパイラルコンベヤーまたはスクリューコンベヤーの外周面を近接して回転可能に設置することに特徴がある。
【００１１】
また、本発明は、前述した切削物の搬送装置に設けたガイドレールの内側片部に設けた溝等の取付部の大きさより湾曲状のインナートレイの板厚を１〜５ｍｍ薄くすることに特徴がある。
【００１２】
さらに、本発明は、前述した切削物の搬送装置に設けたインナートレイの表面とガイドレールの表面の一方または双方の表面を放電表面処理、シリコンカーバイト皮膜処理等を行なって超硬度合金膜を形成することに特徴がある。
【００１３】
さらに、本発明は、前述した切削物の搬送装置に設けたインナートレイとガイドレールの一方または双方を１７％Ｃｒ−２％Ｎｉを主成分として軟質なフェライト相と硬質なマルテンサイト相と微細混合組織を有する高強度複層組織ステンレス鋼で製作することに特徴がある。
【００１４】
【発明の実施態様】
本発明の切削物の搬送装置を、小型旋盤より排出する微細な切屑や切粉等の切削物とともに棒状切屑や螺旋状切屑等の切削物が混在しているクーラント廃液を例として、図４に従って説明すると、湾曲状のトレイ１内の内側面２の長手方向にガイドレール５の複数本を間隔を置いて固定し、また、トレイ１の上方部の全面を切削物を含むクーラント廃液の流入部４とする。なお、クーラント廃液の流入部４は、トレイ１の上方部の一部分面とし、トレイ１の上方部の他部分面にカバーをかけて閉鎖状態に構成させてもよい。
【００１５】
図５に示すように、ガイドレール５の内側片部には溝７を設け、このガイドレール５の溝７に、溝７の大きさより薄い板厚の湾曲状のインナートレイ６の端部に固定するが、この際に、インナートレイ６の底面をトレイ１内の底面に接触するように取り付ける。
【００１６】
湾曲状のトレイ１内にはスパイラルコンベヤー３を回転可能に設置するが、スパイラルコンベヤー３の外周面を、湾曲状のトレイ１内の内面２に固定したガイドレール５の表面近接して設置するとともに湾曲状のインナートレイ６の表面に近接して設置する。
【００１７】
スパイラルコンベヤー３は、ステンレス鋼線等の金属線を螺旋状、すなわちコイルスプリング状に巻き、その中央部分を中空状態にしたもので、このスパイラルコンベヤー３の一端を、モーター８と連結した回転筒９に溶接等の手段で一体的に固定して、スパイラルコンベヤー３を湾曲状のトレイ１内で回転可能に構成する。
【００１８】
次に、本発明の切削物の搬送装置による切削物の搬送、廃棄の操作について、図４に従って説明すると、まず小型旋盤より排出する微細な切屑や切粉等の切削物とともに棒状切屑や螺旋状切屑等の切削物が混在しているクーラント廃液をトレイ１の上部に設けた流入部４よりトレイ１内に流入させると同時に、モーター８によって、トレイ１内に装填したスパイラルコンベヤー３を回転させる。
【００１９】
回転するスパイラルコンベヤー３によって、トレイ１の底面に沈殿した微細な切屑や切粉等の切削物とともに棒状切屑や螺旋状切屑等の切削物を、トレイ１の内面２とガイドレール５の間およびスパイラルコンベヤー３とガイドレール５の間に噛みこんで詰まることなく、すなわち、スパイラルコンベヤー３の回転が止まることなく、トレイ１に沿ってトレイ１の右端部の方向に送り出すように搬送し、立上排出管１０の下端に押し込むように搬送して行く。
【００２０】
換言すると、スパイラルコンベヤー３の外周面は、トレイ１の内面２に固定したガイドレール５の表面に近接するとともに、インナートレイ６の表面にも近接して設置されているために、微細な切屑や切粉等の切削物とともに棒状切屑や螺旋状切屑等の切削物をトレイ１のガイドレール５とスパイラルコンベヤー３との間に噛み込むことなく、スパイラルコンベヤー３の回転によって立上排出管１０の下端に搬送して行く。
【００２１】
また、ガイドレール５の溝７に固定したインナートレイ６の板厚がガイドレール５の高さより薄いために、図５に示すように、スパイラルコンベヤー３の外周面とインナートレイ６の表面に隙間１１が形成され、微細な切屑や切粉等の切削物はスパイラルコンベヤー３の回転によってこの隙間１１を経て立上排出管１０の下端に搬送して行く。
【００２２】
次いで、立上排出管１０内に押し込んだ前述した切削物を、トレイ１のスパイラルコンベヤー３で次々に押し込む切削物によって、押し上げるように立上排出管１０の上端に搬送して行き、立上排出管１０の上端より外部に落下させて、廃棄タンク１３に廃棄する。
【００２３】
スパイラルコンベヤー３は、前述したステンレス鋼の金属線を螺旋状（コイルスプリング状）に巻いたもの以外に、高速度鋼線や炭素鋼線螺旋状に巻いたも、また、耐磨耗性と摺動性（スパイラルコンベヤー３に対する）を高めるためには、窒化処理やサブゼロ硬化処理をしたステンレス鋼や高速度鋼や炭素鋼の金属線を螺旋状に巻いたもの、さらに、耐磨耗性と摺動性を一段と高めるためには、ステンレス鋼線や高速度鋼や炭素鋼の表面に超硬度合金膜を形成したもの、たとえば、放電表面処理といわれるもので、一例としてステンレス鋼線について説明すると、これを放電加工槽内の油液中に配置し、ステンレス鋼線にタングステンカーバイドコバルト製あるいは炭化チタン製の電極（以下電極という）を接近させて、ステンレス鋼線と電極に所定の電圧を印加し、ステンレス鋼線と電極の間に放電を発生させ、ステンレス鋼線に対して放電加工を行うことによって、ステンレス鋼線に超硬度（約ＨＶ２０００度）合金膜（１〜３／１００ｍｍ）を被覆したものを使用するとよい。
【００２４】
ステンレス鋼線の表面に超硬度合金膜を形成するについては、前述した放電表面処理以外に、シリコンカーバイト皮膜（鍍金）処理を行なって超硬度（約ＨＶ２０００度）合金膜（１〜３／１００ｍｍ）を形成してもよく、また、スパイラルコンベヤー３に代えて、ステンレス鋼製やサブゼロ硬化処理をしたステンレス鋼製や高速度鋼や炭素鋼のスパイラルコンベヤー（図示せず）やステンレス鋼製のスパイラルコンベヤーにた超硬度合金膜を被覆して使用してもよい。
【００２５】
スパイラルコンベヤー３は、その回転力を切削物の搬送力として利用するもので、トレイ１内に流入した切削物をスパイラルコンベヤー３の回転によって送り出すように搬送するもので、スパイラルコンベヤー３の断面は四角形にするとよいが、これ以外にも半円形、三角形、その他切削物を搬送し易い形状であれば、どのような形状でもよい。
【００２６】
スパイラルコンベヤー３の直径は、インナートレイ６の湾曲状のＲより若干小さくし、またスパイラルコンベヤー３の長さは、切削物の種類や搬送量等の処理条件に応じて適宜決定するが、通常の場合は、スパイラルコンベヤー３の直径としては５〜５０ｃｍ、長さとして３０〜５０００ｃｍの範囲のものを用いるとよく、またスパイラルコンベヤー３の回転数は５〜１５０ｒｐｍ程度でよい。
【００２７】
ガイドレール５はステンレス鋼、高速度鋼、炭素鋼等の細長板または丸棒を使用してもよいが、耐磨耗性と摺動性（スパイラルコンベヤー３に対する）を高めるためには、ステンレス鋼等の細長板または丸棒の表面を窒化処理したもの、または、ステンレス鋼等の細長板または丸棒の表面に超硬度合金膜を形成したもの、たとえば、前述した放電表面処理をして超硬度合金膜を形成したもの、あるいは、シリコンカーバイト皮膜（鍍金）処理を行なって超硬度合金膜を形成したものを使用してもよい。
【００２８】
さらには、ガイドレール５の耐磨耗性、摺動性を一段と高めるためには、ガイドレール５の素材として、１７％Ｃｒ−２％Ｎｉを主成分として軟質なフェライト相と硬質なマルテンサイト相と微細混合組織を有する高強度複層組織ステンレス鋼を使用することが最も望ましいが、これ以外にも耐磨耗性、摺動性の高いものであれば、どのようなものを使用してもかまわない。
【００２９】
ガイドレール５の長さ、幅（直径）、高さ（直径）はトレイ１の長さや切削物の種類や搬送量等の条件に応じて適宜決定するが、通常の場合は、長さとしては３０〜５０００ｃｍの範囲、高さ（直径）として２〜１０ｍｍの範囲、幅（直径）としては２〜２０ｍｍの範囲のものを用いるとよい。
【００３０】
ガイドレール５の本数としては、二本設けることが通常であるが、場合によっては、三本あるいは４本でもよく、また、ガイドレール５の間隔としては２〜２０ｃｍの範囲であればよく、さらに、ガイドレール５の内側片部に設けるＬ字状の溝７としては、通常の場合、長さは３０〜５０００ｃｍの範囲、高さ２〜８ｍｍの範囲、幅は２〜１８ｍｍの範囲のものを用いるとよい。
【００３１】
湾曲状のインナートレイ６の形状は湾曲状にするが、その湾曲状のＲは、トレイ１の湾曲状のＲより若干小さくし、かつ、湾曲状のインナートレイ６の板厚をガイドレール５の溝７の高さより１〜５ｍｍ薄いくして、インナートレイ６の端部をに固定することによって、溝７の表面とインナートレイ６の表面との間に間隙１１を形成するとともに、インナートレイ６の底面とトレイ１の内面２の間に間隙１１を形成するように、インナートレイ６をトレイ１内に取り付ける。
【００３２】
インナートレイ６の材質としては、ステンレス鋼、高速度鋼、炭素鋼等の長板を使用してもよいが、耐磨耗性と摺動性（スパイラルコンベヤー３に対する）を高めるためには、ステンレス鋼の長板の表面を窒化処理したもの、または、ステンレス鋼の長板の表面に超硬度合金膜を形成したもの、あるいは、ステンレス鋼等の細長板または丸棒の表面に超硬度合金膜を形成したもの、たとえば、前述した放電表面処理をして超硬度合金膜を形成したもの、あるいは、シリコンカーバイト皮膜（鍍金）処理を行なって超硬度合金膜を形成したものを使用してもよい。
【００３３】
さらには、インナートレイ６の耐磨耗性、摺動性を一段と高めるためには、インナートレイ６の素材として、１７％Ｃｒ−２％Ｎｉを主成分として軟質なフェライト相と硬質なマルテンサイト相と微細混合組織を有する高強度複層組織ステンレス鋼を使用することが最も望ましい。
【００３４】
すなわち、湾曲状のインナートレイ６の板厚は０．５〜５ｍｍとし、ガイドレール５の高さは２〜１０ｍｍ、溝７の高さは２〜８ｍｍとして、溝７の表面とインナートレイ６の表面との間に０．５〜７ｍｍの間隙１１、インナートレイ６の底面とトレイ１の内面２との間に０．５〜７ｍｍの間隙１１を形成する。
【００３５】
インナートレイ６の端部をに固定するために、ガイドレール５の内側片部にＬ字状の溝７を設けたが、Ｌ字状の溝７以外にスリット（図示せず）その他の取付穴等の取付部を設けてもかまわない。
【００３６】
トレイ１の搬送方向の端部、すなわち切削物の搬送方向の端部には、立上排出管１０の下端部を接続するが、この立上がり排出管１０は水平状態に設置したトレイ１に対して３０〜８０度に傾斜させて設置するとよく、このようにすることによって、スパイラルコンベヤー３によってトレイ１の端部から押し出した切削物は、立上排出管１０内において上向き状態で搬送し、立上排出管１０９内においては、スパイラルコンベヤー３は挿填されてなく、立上排出管１０内の切削物は、スパイラルコンベヤー３で送り込まれてくる切削物によって押し上げられながら搬送され、外部に廃棄するとよい。
【００３７】
また、立上排出管１０は、その断面を逆テーパー状、すなわち、先太り状態の構造にしてもよく、このような構造にすることによって、立上排出管１０内を搬送する切削物の摩擦抵抗を低減し、かつ、切削物の搬送する際のスパイラルコンベヤー３のモーター８の負荷を軽減し、切削物の搬送を容易にするとともに、立上排出管１０の切削物による目詰まりを防止してもよい。
【００３８】
立上排出管１０のテーパー角度は、切削物の種類、搬送量等の処理条件やスパイラルコンベヤー３の直径、長さ、ピッチおよび回転数等の切削物を圧送する力を生じさせる条件に応じて適宜決定するが、通常の場合は、前述した切削物に接続する逆テーパー状の立上排出管１０のテーパー角度を０．１５〜１０度とすると、切削物を搬送する際の摩擦抵抗を低減でき、かつ、切削物の搬送する際のスパイラルコンベヤー３のモーター８の負荷を軽減できる点から望ましく、最も好ましくは２〜４度にするとよい。
【００３９】
スパイラルコンベヤー３の外周面に補助ガイド１２を設けるのは、スパイラルコンベヤー３の持ち上がることがあるので、補助ガイド１２によってスパイラルコンベヤー３を押えてスパイラルコンベヤー３の持ち上がりを阻止し、スパイラルコンベヤー３の回転状態を定位置に維持することによって、微細な切屑や切粉等の切削物がトレイ１の底部に残留することを阻止するとともに、スパイラルコンベヤー３が持ち上がって発生した隙間に棒状切屑や螺旋状切屑等の切削物が詰まることを阻止してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によると、クーラント等の液体中の雑多な切屑や切粉等の切削物、特に微細な切屑や切粉等の切削物とともに棒状切屑や螺旋状切屑等の切削物が混在していても、トレイの内面とガイドレールおよびトレイの内面とスパイラルコンベヤーまたはスクリューコンベヤーとの間に噛み込まず、詰まることがないために、スパイラルコンベヤーまたはスクリューコンベヤーの回転を続行して、切削物を連続的に搬送効率よく搬送して廃棄することが可能である。
【００４１】
また、本発明によると、切削物を搬送するスパイラルコンベヤーまたはスクリューコンベヤーの回転の際の摩擦抵抗を低減できるために、駆動力であるモーターの負荷を軽減でき、切削物をスムースに搬送でき、切削物の搬送メンテナンスストを安価にすることが可能であり、さらに、トレイの内面も磨耗させないために、切削物の搬送装置を故障させずに長期間にわたって連続運転できるというメリットがあり、特に、ステンレス鋼製のガイドレールの表面に超硬度合金膜を形成したものを使用すると切削物の搬送メンテナンスストは飛躍的に安価になり、切削物搬送装置も一段と長期間にわたって運転できるというメリットがある。
【００４２】
さらに、本発明によると、切削物をクーラント廃液等の液体より効果的に完全に分離して、切削物を分離したクーラント等の液体を回収して再利用することをことが可能であるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】スパイラルコンベヤーを設けた従来の切削物の搬送装置の断面説明図である。
【図２】トレイにガイドレールを固定してスパイラルコンベヤーを設けた従来の切削物の搬送装置の断面説明図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面説明図である。
【図４】トレイに固定したガイドレールにインナートレイ取り付けたスパイラルコンベヤーを設けた本発明の切削物の搬送装置の断面説明図である。
【図５】トレイに固定したガイドレールにインナートレイ取り付けた状態を示す本発明の切削物の搬送装置の拡大説明図である。
【符号の説明】
１トレイ
２内面
３スパイラルコンベヤー
４流入部
５ガイドレール
６インナートレイ
７溝
８モーター
９回転筒
１０立上排出管
１１間隙
１２廃棄タンク
１３補助ガイド

Claims

湾曲状のトレイの上方部を切屑や切粉等の切削物を含む液体の流入部とし、トレイの内面の長手方向にＬ字状の溝を設けたガイドレールの複数本を間隔を置いて固定し、ガイドレールの内側片部に設けた溝の取付部に、溝の取付部の高さより薄い板厚の湾曲状のインナートレイの端部に固定することによって、溝の取付部の表面とインナートレイの表面との間に間隙を形成するとともに、インナートレイの底面とトレイの内面の間に間隙を形成するように、インナートレイをトレイ内に取り付け、ガイドレールの表面と湾曲状のインナートレイの表面に、スパイラルコンベヤーまたはスクリューコンベヤーの外周面を近接して回転可能に設置した切削物の搬送装置。
ガイドレールの内側片部に設けた溝の取付部の大きさよりインナートレイの板厚を１〜５ｍｍ薄くする請求項１記載の切削物の搬送装置。
ガイドレールの表面とインナートレイの表面の一方または双方の表面を放電表面処理、シリコンカーバイト皮膜処理等を行なって超硬度合金膜を形成した請求項１または請求項２記載の切削物の搬送装置。
ガイドレールとインナートレイの一方または双方を１７％Ｃｒ−２％Ｎｉを主成分として軟質なフェライト相と硬質なマルテンサイト相と微細混合組織を有する高強度複層組織ステンレス鋼で製作する請求項１または請求項２記載の切削物の搬送装置。