(57)【要約】【課題】ランニングコストを削減して、メンテナンスを著しく簡単にする。【解決手段】濾過装置は、被濾過液を濾過して異物を分離する濾過ベルト２１と、濾過ベルト２１の両側縁に連結してなるループ状の駆動ベルト２２と、駆動ベルト２２に連結してなるループ状の駆動線材１２と、駆動線材１２を駆動して駆動ベルト２２を介して濾過ベルト２１を移動する駆動輪１１とを備え、濾過ベルト２１に供給される被濾過液を濾過ベルト２１で濾過して異物を分離する。濾過装置は、濾過ベルト２１と駆動ベルト２２とを第１のファスナー３１を介して脱着自在に連結すると共に、濾過ベルト２１の両端縁を第２のファスナー３２を介して脱着自在に連結して駆動ベルト２２に連結している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被濾過液を濾過して異物を分離する濾過ベルトと、
前記濾過ベルトの両側縁に連結してなるループ状の駆動ベルトと、
前記駆動ベルトに連結してなるループ状の駆動線材と、
前記駆動線材を駆動して前記駆動ベルトを介して前記濾過ベルトを移動する駆動輪とを備え、
前記濾過ベルトに供給される被濾過液を前記濾過ベルトで濾過して異物を分離する濾過装置であって、
前記濾過ベルトと前記駆動ベルトとが第１のファスナーを介して脱着自在に連結されると共に、前記濾過ベルトの両端縁が第２のファスナーを介して脱着自在に連結されて前記駆動ベルトに連結してなることを特徴とする濾過装置。
【請求項２】
請求項１に記載される濾過装置であって、
前記濾過ベルトが、切削研削液である被濾過液を濾過して、切削研削液からスラッジを分離する濾材であることを特徴とする濾過装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載される濾過装置であって、
同じ長さの前記濾過ベルトと前記駆動ベルトとが連結されて移送ベルトを構成しており、
前記駆動線材よりも長い前記移送ベルトが弛緩状態で前記駆動線材に連結されて、前記移送ベルトが長手方向において凹部を形成して、凹部を被濾過液を重力濾過する溜部としてなることを特徴とする濾過装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載される濾過装置であって、
同じ長さの前記濾過ベルトと前記駆動ベルトとが連結されて移送ベルトを構成しており、
前記移送ベルトが、幅方向の断面形状において弛緩状態に配置されて幅方向に凹部を設けて、凹部を被濾過液を重力濾過する溜部としてなることを特徴とする濾過装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載される濾過装置であって、
前記駆動輪を回転するモータと、
このモータの回転をコントロールする制御回路と、
前記溜部のレベルセンサとを備え、
前記制御回路が、前記レベルセンサが検出する溜部の液面レベルで前記モータの回転をコントロールして、前記濾過ベルトを移動して前記溜部で前記被濾過液を重力濾過することを特徴とする濾過装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載される濾過装置であって、
前記濾過ベルトと前記駆動ベルトと前記駆動線材と前記駆動輪とを内側に配置してなるケーシングを備え、
前記ケーシングが前記濾過ベルトと前記駆動ベルトの上面をカバーする透明の上蓋を備え、
前記ケーシングが前記上蓋を脱着自在に配置してなることを特徴とする濾過装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載される濾過装置であって、
前記駆動線材がチェーンで、前記駆動輪がスプロケットとしてなることを特徴とする濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被濾過液を濾過して異物を分離する濾過装置に関し、とくに、被濾過液を切削研削液として含まれるスラッジを異物として分離するのに最適な濾過装置に関する。
本明細書において「切削研削液」は、研削液と切削液の両方を含む意味に使用する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械である研削盤等の研削機等にクーラント液、研削油等の切削研削液を供給するクーラント装置では、切削研削液を循環させる際にスラッジが混入する。スラッジは、研削屑である切り粉や、砥石の砥粒等である。このような切削研削液に含まれるスラッジの内、大きなスラッジは、濾過して簡単に除去できるが、微細なスラッジの効率的な除去は容易ではない。
【０００３】
本発明者は、液体に含まれるスラッジを除去するために、磁気で誘導して排出する装置を開発した（特許文献１及び２参照）。この装置を図９に示す。この図に示すスラッジの分離装置は、液体が供給される分離槽９４と、分離槽９４内に配設されて、スラッジＳを表面に移動させる非磁性プレート９５と、非磁性プレート９５の表面に磁気的な吸引力でスラッジＳを吸引して排出方向に移動させる磁気コンベア９６を備える。非磁性プレート９５は、液体に含まれるスラッジＳを吸引する吸引部９５Ａと、吸引したスラッジＳを液体の外部に移送する傾斜部９５Ｂと、スラッジＳを非磁性プレート９５の先端から落下させる落下部９５Ｃとを備える。スラッジＳは、磁気コンベア９６で非磁性プレート９５の吸引部９５Ａ上面に吸引され、傾斜部９５Ｂから落下部９５Ｃに移送され、先端の落下部９５Ｃで非磁性プレート９５から分離される。
【０００４】
以上の分離装置は、磁気的な吸引力で吸引できる磁性材のスラッジを分離できるが、非磁性材のスラッジ、例えば真鍮やアルミニウムなどのスラッジを効率よく分離できない。非磁性材のスラッジを分離する装置として、使い捨てのペーパーフィルターを使用する分離装置が開発されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２８８０９７２号公報
【特許文献２】特許第３３１３３４３号公報
【特許文献３】特開２００１−３１４７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上の分離装置を図１０と図１１に示す。この分離装置は、ペーパーフィルター８１を３枚のディスク８２の下縁に沿わせて、ディスク８２とペーパーフィルター８１との間に切削研削液Ｌを重力濾過する溜部８３を設けている。溜部８３を形成するために、３枚のディスク８２は所定の間隔離して垂直姿勢に配置して、下縁に沿ってペーパーフィルター８１を密着させている。溜部８３は、供給される切削研削液Ｌの漏れを防止するために、ペーパーフィルター８１をディスク８２の外周縁に密着させている。溜部８３に供給される切削研削液Ｌは、ペーパーフィルター８１で濾過されてスラッジＳを除去する。濾過されたスラッジＳはペーパーフィルター８１の表面に付着する。ペーパーフィルター８１は、表面にスラッジＳが堆積すると単位時間の濾過量が低下する。濾過量が低下すると、溜部８３の液面レベルが上昇する。濾過量が低下して、溜部８３に定量の切削研削液Ｌを供給すると、液面レベルが上昇して切削研削液Ｌがオーバーフローするので、ディスク８２を回転して、溜部８３の底面に新しいペーパーフィルター８１を供給する。新しいペーパーフィルター８１は濾過量が多く、液面レベルを低下させる。したがって、ディスク８２は溜部８３の液面レベルを設定範囲とするように回転される。ペーパーフィルター８１の表面に堆積するスラッジＳは、スクレーパー８４で掻き取って除去される。濾過に使用されたペーパーフィルター８１は巻き取られて廃棄される。
【０００７】
さらに、以上の分離装置は、ペーパーフィルター８１をディスク８２の外周に密着させるために、各ディスク８２の下部外周に約半周にわたって添わせるエンドレスベルト８５を備えるフィルタ送り機構８６を設けている。ペーパーフィルター８１は、エンドレスベルト８５とディスク８２との間に挟まれて、エンドレスベルト８５で移動される。エンドレスベルト８５は、濾過された切削研削液Ｌを透過する通液性のベルトである。フィルタ送り機構８６は、エンドレスベルト８５を移動させて、ペーパーフィルター８１を移動させる。
【０００８】
以上の分離装置は、使い捨てのペーパーフィルターを使用するので、ランニングコストが高くなる欠点がある。また、以上の分離装置は、３枚のディスクの外周縁にペーパーフィルターを密着して、ディスクとペーパーフィルターとで溜部を形成するので、ペーパーフィルターとディスクとの間に隙間ができると、切削研削液が漏れて捕集効率が低下する。ペーパーフィルターは、フィルタ送り機構のエンドレスベルトでディスクの外周縁に密着されるので、ペーパーフィルターとエンドレスベルトのテンションを最適値にコントロールする必要があり、さらに、エンドレスベルトを介してペーパーフィルターをディスクの外周縁に密着させるために、エンドレスベルトを相当な圧力でディスクの外周縁に押し付ける必要があり、長期間にわたってペーパーフィルターを確実にディスクの表面に密着させて、切削研削液の漏れを阻止するのが極めて難しい欠点がある。また、ペーパーフィルターを通過して切削研削液が、エンドレスベルトを透過してタンクに蓄えられるので、一定の期間毎に、エンドレスベルトの汚れを除去する必要があって、メンテナンスに手間がかかる欠点がある。
【０００９】
本発明者は、以上の欠点を解消することを目的として、使い捨てではない濾過ベルトでもって切削研削液を重力濾過する濾過装置を開発した。この濾過装置は、濾過ベルトの水平移動部分に切削研削液の溜部を設け、この溜部で切削研削液を濾過してスラッジを分離し、分離されたスラッジケーキを、濾過ベルトを移動させて剥離部で分離する。この濾過装置は、濾過ベルトを長期間にわたって使用できるので、ペーパーフィルターに比較してランニングコストを著しく低減できる。しかしながら、この濾過装置においても、濾過ベルトの経時的な劣化を皆無にはできず、破損する前に交換する必要があるが、濾過ベルトの交換に著しく手間がかかる欠点がある。それは、濾過ベルトが無端ベルトのループ状で切り離しできる端部がなく、さらに、その両側縁がループ状のチェーンに固定され、さらにチェーンが一対の駆動輪にかけてループ状に駆動されるからである。水平方向に離して配置している一対の駆動輪に掛けられたチェーンは、上側を水平方向に移動する部分と下側を水平方向に移動する部分とが、その両端部の駆動輪でＵ曲して移動されてループ状に移動する。この構造で移動するチェーンに固定された濾過ベルトは、上側を水平方向に移動する濾過ベルトの下方が、下側を水平方向に移動する濾過ベルトで閉塞されるので、濾過ベルトの内側に工具や手を入れることができない。さらに、濾過ベルトは、無端ベルト状のループ状に連結していることも、濾過ベルトの内側に工具や手を入れることができない理由となっている。このことは、濾過ベルトの脱着を極めて難しくする原因となる。それは、濾過ベルトの両側縁がチェーンの鎖に設けた固定片にネジ止めされて固定されているからである。
【００１０】
本発明は、従来の以上の欠点を解消するためになされたものである。本発明の目的の一は、ランニングコストを低減し、さらに、メンテナンスを著しく簡単にできる濾過装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１１】
本発明の濾過装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。濾過装置は、被濾過液を濾過して異物を分離する濾過ベルト２１と、濾過ベルト２１の両側縁に連結してなるループ状の駆動ベルト２２と、駆動ベルト２２に連結してなるループ状の駆動線材１２と、駆動線材１２を駆動して駆動ベルト２２を介して濾過ベルト２１を移動する駆動輪１１とを備え、濾過ベルト２１に供給される被濾過液を濾過ベルト２１で濾過して異物を分離する。濾過装置は、濾過ベルト２１と駆動ベルト２２とを第１のファスナー３１を介して脱着自在に連結すると共に、濾過ベルト２１の両端縁を第２のファスナー３２を介して脱着自在に連結して無端ベルト状とし、ループ状の駆動ベルト２２に連結している。
【００１２】
以上の濾過装置は、ランニングコストを低減し、さらに、メンテナンスを著しく簡単にできる特徴がある。それは、この濾過装置が、濾過ベルトの交換を極めて簡単にできるからである。この濾過装置が濾過ベルトを簡単に交換できるのは、従来のように、無端ベルトであるループ状の濾過ベルトの両側縁をループ状のチェーンに直接に固定するのではなく、ループ状の駆動線材に固定されたループ状の駆動ベルトに、濾過ベルトの両側縁を連結する構造として、濾過ベルトと駆動ベルトとを第１のファスナーを介して脱着自在に連結すると共に、濾過ベルトの両端縁を第２のファスナーを介して脱着自在に連結して無端ベルトとして、ループ状の駆動ベルトに連結するからである。
【００１３】
以上の濾過装置は、シート状の濾過ベルトの両側縁を第１のファスナーを介してループ状の駆動ベルトに連結し、濾過ベルトの両端縁を第２のファスナーを介して連結することで無端ベルトのループ状としながら駆動ベルトに連結し、この駆動ベルトを介して駆動線材に固定できる。このため、駆動ベルトを駆動線材に連結する作業においては、内側に工具や手を入れるのが抑制されることなく、確実にネジ止めしながら駆動ベルトを駆動線材に固定でき、濾過ベルトを交換する作業においては、駆動線材に固定された駆動ベルトに対して、第１のファスナーを介して簡単かつ速やかに濾過ベルトを連結でき、また濾過ベルトの両端縁を第２のファスナーで連結することで無端ベルトのループ状とすることができる。このように、第１のファスナー及び第２のファスナーを介して濾過ベルトをループ状としながら駆動ベルトに脱着自在に連結する構造は、濾過ベルトの交換にかかる時間を著しく短縮でき、ランニングコストを低減しながら、メンテナンスを簡単にできる。また、駆動ベルトは、濾過ベルトに比べて交換の頻度を極めて少なくできるので、駆動線材に固定された駆動ベルトを交換する手間を極減できると共に、時間経過によって駆動ベルトを交換する際には、内側に工具や手を入れて容易に作業でき、とくに、ネジ止めしながら確実に固定できる。
【００１４】
本発明の濾過装置は、濾過ベルト２１を、切削研削液Ｌである被濾過液を濾過して、切削研削液Ｌからスラッジを分離する濾材とすることができる。
【００１５】
本発明の濾過装置は、同じ長さの濾過ベルトと駆動ベルトとを連結して移送ベルト１０を構成し、駆動線材１２よりも長い移送ベルト１０を弛緩状態で駆動線材１２に連結して、移送ベルト１０が長手方向において凹部を形成して、凹部を被濾過液を重力濾過する溜部１３とすることができる。
以上の濾過装置は、駆動線材よりも長い移送ベルトを弛緩状態で駆動線材に連結して、移送ベルトの長手方向において凹部を形成して溜部を設けるので、濾過ベルトに溜部を設けるために特別な構造を必要とせず、簡単な構造で濾過ベルトに溜部を設けることができる。とくに、移送ベルトの長さを駆動線材よりも長くして溜部を設けるので、駆動線材を水平方向に配置する部分において溜部を設けることができる特徴も実現する。さらに、移送ベルトを駆動線材よりも長くするので、濾過ベルトの両端縁を第２ファスナーで連結する際には、弛緩状態の濾過ベルトの両端縁を容易に接近させて簡単に連結できる。
【００１６】
本発明の濾過装置は、同じ長さの濾過ベルトと駆動ベルトとを連結して移送ベルト１０を構成し、移送ベルト１０が、幅方向の断面形状において弛緩状態に配置されて幅方向に凹部を設けて、凹部を被濾過液を重力濾過する溜部１３とすることができる。
以上の濾過装置は、移送ベルトの幅方向において弛緩状態で配置して幅方向に凹部を設けて溜部を設けるので、濾過ベルトに溜部を設けるために特別な構造を必要とせず、簡単な構造で濾過ベルトに溜部を設けることができる。さらに、移送ベルトは、幅方向において弛緩状態で配置されるので、濾過ベルトの両側縁を第１ファスナーで駆動ベルトに連結する際には、弛緩状態の濾過ベルトの側縁を容易に駆動ベルトに接近させて簡単に連結できる。
【００１７】
本発明の濾過装置は、駆動輪１１を回転するモータ３と、このモータ３の回転をコントロールする制御回路４と、溜部１３のレベルセンサとを備えて、制御回路４が、レベルセンサが検出する溜部１３の液面レベルでモータ３の回転をコントロールして、濾過ベルト２１を移動させて溜部１３で被濾過液を重力濾過することができる。
以上の濾過装置は、レベルセンサが検出する液面レベルで濾過ベルトの移動を制御するので、溜部における切削研削液のオーバーフローを確実に防止できる。また、溜部の液面レベルを常に高い精度で設定範囲に制御できる。
【００１８】
本発明の濾過装置は、濾過ベルトと駆動ベルトと駆動線材と駆動輪とを内側に配置してなるケーシングを備えて、ケーシングが濾過ベルトと駆動ベルトの上面をカバーする透明の上蓋を備え、ケーシングが上蓋を脱着自在に配置することができる。
以上の濾過装置は、濾過ベルトと駆動ベルトと駆動線材と駆動輪とを内側に配置してなるケーシングが、濾過ベルトと駆動ベルトの上面をカバーする透明の上蓋を脱着自在に配置するので、濾過ベルトの溜部に貯留された被濾過液の濾過状態を外部から視認しながら作業できる。また、着脱自在な上蓋を外すことにより、濾過ベルトと駆動ベルトとをケーシングから露出させて簡単に濾過ベルトを交換できる。
【００１９】
本発明の濾過装置は、駆動線材１２をチェーンとし、駆動輪１１をスプロケットとすることができる。以上の濾過装置は、駆動線材を駆動輪を介して安定して正確に移動させて、濾過ベルトの移動を正確にコントロールできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例にかかる濾過装置の概略縦断面図である。
【図２】図１に示す濾過装置の概略横断面図である。
【図３】移送ベルトの平面図である。
【図４】濾過ベルトと駆動ベルトの連結構造を示す拡大斜視図である。
【図５】濾過ベルトの両端縁の連結構造を示す拡大斜視図である。
【図６】駆動線材と駆動ベルトの連結構造を示す拡大断面図であって、図４のＶＩ−ＶＩ線断面に相当する図である。
【図７】濾過ベルト表面に付着し、剥離されるスラッジを示す参考写真である。
【図８】図１に示す濾過装置の排出側を示す横断面図である。
【図９】本発明者が先に開発したスラッジ分離装置の概略構成図である。
【図１０】従来の他のスラッジ分離装置の概略斜視図である。
【図１１】図１０のスラッジ分離装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための濾過装置を例示するものであって、本発明は濾過装置を以下に特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２２】
以下、被濾過液を切削研削液とする濾過装置を詳述するが、本発明は被濾過液を切削研削液に特定するものではなく、他の全ての被濾過液を濾過することができる。
【００２３】
図１の概略縦断面図と、図２の概略横断面図に、本発明の一実施の形態に係る濾過装置１００を示す。この図の濾過装置１００は、被濾過液を切削研削液Ｌとするので、切削研削液Ｌに含まれるスラッジ、特に微細なスラッジをも効果的に分離するのに利用される。濾過装置１００は、工作機械５０に接続され、工作機械５０から排出される切削研削液Ｌが供給され、切削研削液Ｌに含まれるスラッジを分離して、工作機械５０側に循環させる。工作機械５０は、金属を研磨しあるいは切削する切削研削機である。切削研削機は、重研削から超仕上げ用の研削機まで種々の工作機械が使用される。砥石で金属を研削する研削機は、アルミナ製砥石等の一般砥石やダイヤモンド製砥石が使用される。特にドレスアップが容易なことから、アルミナ製砥石が広く利用されているが、アルミナ製砥石を使用すると、砥石が摩耗して微細な砥粒もスラッジに多く含まれる。
【００２４】
図１の濾過装置１００は、濾過ベルト２１をスラッジの移送ベルト１０の主要部とするベルトコンベア１と、ベルトコンベア１を駆動するモータ３と、モータ３の回転を制御する制御回路４と、移送ベルト１０上にスラッジを含む切削研削液Ｌを供給する供給機５とを備える。
【００２５】
さらに、濾過装置１００は、濾過ベルト２１と駆動ベルト２２とからなる移送ベルト１０と、移送ベルト１０の両側に連結している駆動線材１２と、駆動線材１２を駆動する駆動輪１１とをケーシング２の内側に配置している。ケーシング２は、上方を開口している箱形の本体ケース２Ａと、この本体ケース２Ａの上方開口部を開閉自在に閉塞して、濾過ベルト２１と駆動ベルト２２の上面をカバーする透明の上蓋２Ｂを備える。上蓋２Ｂは、脱着できるように本体ケース２Ａに固定される。この上蓋２Ｂは、濾過ベルト２１を交換するときに本体ケース２Ａから外して本体ケース２Ａの上方を開口し、濾過ベルト２１を交換した後は本体ケース２Ａに固定される。図１に示す上蓋２Ｂは、長手方向に複数に分割されて、各々の上蓋２Ｂを本体ケース２Ａに脱着できるように固定している。本体ケース２Ａは、上方開口部に切削研削液Ｌを供給する供給管５Ａを垂直姿勢に配置している。供給管５Ａは、分割された上蓋２Ｂの境界にあって、両側の上蓋２Ｂに設けた凹部に案内される。供給管５Ａの両側の上蓋２Ｂは、供給管５Ａを案内する凹部を設けて、ここに供給管５Ａを案内して、本体ケース２Ａの上方開口部を閉塞する。
【００２６】
図２の断面図に示す本体ケース２Ａは、上蓋２Ｂをネジ止めする固定プレート２ｂを周壁２ａの上縁に設けている。固定プレート２ｂは、周壁２ａの内側に水平方向に突出して、上蓋２Ｂを固定する止ネジ２８をねじ込む雌ねじ孔（図示せず）を設けている。上蓋２Ｂは、これを貫通する止ネジ２８を固定プレート２ｂの雌ねじ孔にねじ込んで本体ケース２Ａに固定される。上蓋２Ｂは、止ネジ２８を外して本体ケース２Ａから取り外される。さらに、図の濾過装置１００は、スラッジの除去された清澄な切削研削液、すなわち濾過液Ｒの受液槽６を上側移送ベルト１０Ａの下方で下側移送ベルト１０Ｂの上方に配置している。受液槽６は、濾過ベルト２１を透過した濾過液Ｒを濾過タンク７に供給し、濾過タンク７から循環ポンプ８を介して工作機械５０に供給する。
【００２７】
移送ベルト１０は、図３の平面図に示すように、濾過ベルト２１と、この濾過ベルト２１の幅方向の両側縁に連結している一対の駆動ベルト２２とからなる。濾過ベルト２１と駆動ベルト２２は同じ長さである。濾過ベルト２１は、図４と図５の拡大斜視図に示すように、切削研削液Ｌを濾過してスラッジを除去する濾布２１Ａを備え、この用途の濾布２１Ａは、例えば網目を１５０μｍとする。ただし、濾過ベルト２１は、濾過する切削研削液や連結する工作機械の種類によって、たとえば網目を３０μｍ以上であって３００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以上であって２００μｍ以下の濾布とすることもできる。濾過ベルト２１は、濾布２１Ａの裏面に、濾布２１Ａで濾過された濾過液Ｒを透過させる補強シート２１Ｂを積層して多層シートとする。多層シートの濾過ベルト２１は、補強シート２１Ｂで補強されて耐久性を向上できる。ただ、濾過ベルト２１は、必ずしも多層シートとする必要はなく、単層の濾布とすることもできる。濾過ベルト２１は、第１のファスナー３１に連結する両側部に、所定の幅の補強バンド２３を縫い付けて補強している。補強バンド２３は、中間に濾過ベルト２１を挟み、濾過ベルト２１の両面に積層され、両面の補強バンド２３を逢着して濾過ベルト２１の両側部を補強している。補強バンド２３は、濾過ベルト２１と一緒に変形できる可撓性を有する織布などのシート材である。
【００２８】
駆動ベルト２２は、濾過ベルト２１に連結されて、濾過ベルト２１と一緒に変形できる可撓性の織布である。駆動ベルト２２は駆動線材１２よりも長く、ループ状の駆動線材１２に弛緩状態で連結される。駆動ベルト２２は所定の間隔で駆動線材１２に連結される。駆動ベルト２２は、側縁を局部的に一定の間隔で駆動線材１２に連結している。図６は、駆動ベルト２２と駆動線材１２との連結部を示す拡大断面図である。この図の駆動ベルト２２は、駆動線材１２であるチェーン２４のリングプレート２４Ｂに設けた固定片２５に、止ネジ２６とナット２７を介して固定している。チェーン２４は、図４と図６に示すように、ローラ２４Ａの片側にピン２４Ｃを介して連結しているリングプレート２４ＢをＬ字状に折曲して、外側に突出する固定片２５を設けている。固定片２５は駆動ベルト２２を固定する止ネジ２６の連結穴２５ａを設けている。連結穴２５ａは、駆動ベルト２２を貫通する止ネジ２６が挿通される。止ネジ２６は先端にナット２７がねじ込まれて、駆動ベルト２２を固定片２５に固定する。駆動ベルト２２は駆動線材１２のチェーン２４よりも長く、弛緩状態でチェーン２４の固定片２５に連結される。弛緩状態でチェーン２４に連結される駆動ベルト２２は、チェーン２４の固定部の間においても弛緩状態となる。すなわち、駆動ベルト２２の固定部間の長さは、チェーン２４の隣接する固定片２５の間隔よりも多少長く調整される。
【００２９】
駆動ベルト２２はループ状で、ループ状の駆動線材１２に片側縁を固定している。ただし、駆動ベルト２２は、ループ状に連結している駆動線材１２に連結され、また、ループ状で無端ベルト状の濾過ベルト２１にも連結される。したがって、駆動ベルト２２は、必ずしもループ状に連結して、駆動線材１２に連結する必要はない。駆動線材１２や濾過ベルト２１を介してループ状に連結されるからである。
【００３０】
濾過ベルト２１は、図３〜図５に示すように、第１のファスナー３１を介して駆動ベルト２２に脱着できるように連結され、さらに第２のファスナー３２を介して端縁を連結してループ状、すなわち無端ベルトとしている。
【００３１】
第１のファスナー３１と第２のファスナー３２は、図４と図５に示すように、片側の側縁に沿って一定のピッチで互いに噛み合う多数の小片３３を固定している２列の布帯３４と、布帯３４の連結縁に沿って移動して、２列の布帯３４を連結し、また分離するスライダー３５とからなる。スライダー３５は、両側に小片３３を案内するガイド溝３５ａを有し、布帯３４を連結する方向に移動して互いに両側の小片３３を交互に噛み合い位置に配置して２列の布帯３４を連結し、反対方向に移動して噛み合う小片３３を分離して布帯３４を分離する。
【００３２】
図４は、第１のファスナー３１を濾過ベルト２１と駆動ベルト２２に連結している部分の拡大斜視図である。この図に示す第１のファスナー３１は、濾過ベルト２１の補強バンド２３に一方の布帯３４を重ねてラップ部を逢着して、一方の布帯３４を濾過ベルト２１に連結し、他方の布帯３４に駆動ベルト２２を重ねてラップ部を逢着して、他方の布帯３４を駆動ベルト２２に連結している。第１のファスナー３１は、スライダー３５を連結方向に移動して濾過ベルト２１と駆動ベルト２２とを連結し、またスライダー３５を分離方向に移動して濾過ベルト２１を駆動ベルト２２から分離する。
【００３３】
図５は、第２のファスナー３２が濾過ベルト２１の両端縁を連結する部分の拡大斜視図である。この図に示す第２のファスナー３２は、濾過ベルト２１の端部に設けた補強バンド２３に布帯３４を重ねてラップ部を逢着して布帯３４を濾過ベルト２１の端縁に連結している。第２のファスナー３２は、一方の布帯３４を濾過ベルト２１の一方の端部に、他方の布帯３４を濾過ベルト２１の他の端部に連結して、濾過ベルト２１を無端ベルト状に連結する。第２のファスナー３２は、スライダー３５を連結方向に移動して濾過ベルト２１の両端を連結して無端ベルトとし、スライダー３５を分離方向に移動して濾過ベルト２１の両端を分離して細長いベルト状とする。
【００３４】
ベルトコンベア１は、図１に示すように、モータ３に回転されて移送ベルト１０を移動させる駆動輪１１を備える。移送ベルト１０は、図１〜図３に示すように、両側にループ状の駆動線材１２を連結している。駆動線材１２が駆動輪１１に連結され、駆動輪１１を回転させて移送ベルト１０は移動される。
【００３５】
駆動線材１２はチェーン２４で、駆動輪１１はチェーン２４を連結しているスプロケット１１Ａである。駆動輪１１のスプロケット１１Ａは、両側の周壁２ａの内側に連結されて、チェーン２４を駆動する。一方のスプロケット１１Ａは、モータ３に連結される。駆動輪１１をスプロケット１１Ａとし、駆動線材１２をチェーン２４とする駆動機構は、モータ３でスプロケット１１Ａを回転して、移送ベルト１０の移動を極めて正確にコントロールできる。ただし、本発明の濾過装置は、駆動線材１２をチェーン２４に限定せず、伸縮性のない紐状体であって濾過ベルト２１を連結できる全ての線材、たとえば可撓性のあるワイヤー等も使用できる。駆動輪１１には、駆動線材１２を連結して移動できる全てのもの、たとえばプーリなども使用できる。
【００３６】
ベルトコンベア１は、弛緩状態の移送ベルト１０でもって、濾過ベルト２１で切削研削液Ｌを重力濾過してスラッジをスラッジケーキＳとして堆積する溜部１３と、濾過ベルト２１の表面に堆積されたスラッジケーキＳを溜部１３から排出する排出スロープ部１４と、排出スロープ部１４から排出された濾過ベルト２１からスラッジケーキＳを分離する剥離部１５とを設けている。
【００３７】
溜部１３は、駆動線材１２に弛緩状態に連結された濾過ベルト２１が、供給される切削研削液Ｌの重量で凹部となって設けられる。溜部１３は、所定量の切削研削液Ｌを蓄えて重力濾過する。図１と図２の移送ベルト１０は、両側に配置している２列の駆動線材１２の間隔よりも横幅を広く、さらに、長手方向の全長を駆動線材１２よりも長くして、弛緩状態に配置して溜部１３を設けている。この移送ベルト１０は、長手方向と横方向の両方向に弛緩状態に配置されるので、駆動線材１２を水平方向に配置する部分において溜部１３を設けることができる。ただ、本発明の濾過装置は、濾過ベルト２１の横幅を駆動線材１２の間隔よりも広くして横方向にのみ弛緩状態とし、濾過ベルト２１の全長を駆動線材１２と同じ長さとして長手方向には弛緩状態とすることなく溜部１３を設けることもできる。移動方向には、駆動線材１２を谷形に移送して、凹部を設けることができるからである。
【００３８】
排出スロープ部１４は、駆動線材１２を上り勾配に移動して、移送ベルトを溜部１３から排出する。駆動線材１２は、移送ガイド９に沿って移動して、移動方向が制御される。移送ガイド９は、移送ベルト１０の両側に配置している周壁２ａの内側に固定されて、移送ベルト１０を案内するガイド溝９Ａを配置する。移送ガイド９は、摩擦抵抗の小さいプラスチック製の細長いロッドで、駆動線材１２の移動軌跡の上下に配置されてガイド溝９Ａを形成する。駆動線材１２は、ガイド溝９Ａに沿って移動して、移送ベルト１０を水平方向から上り勾配に移動させる。溜部１３は移送ベルト１０の水平方向の移動部分に配置され、排出スロープ部１４は移送ベルト１０が上り勾配に移動する部分に設けられる。
【００３９】
剥離部１５は、排出スロープ部１４の排出側であって、移送ベルト１０のＵターン部分、あるいはＵターン部分を通過して、スラッジケーキＳが濾過ベルト２１の下面から重力で落下して剥離される部分に配置される。Ｕターン部分で弛緩状態にある濾過ベルト２１は、剥離部１５において表面に付着するスラッジケーキＳが極めて剥離しやすく、ほとんどのスラッジケーキＳがそれ自体の重量で濾過ベルト２１の表面から綺麗に剥離して落下する。
【００４０】
また、弛緩状態として形成する溜部１３に切削研削液Ｌを供給し、溜部１３の切削研削液Ｌの液面レベルを設定値とする移送ベルト１０の移動をコントロールして重力濾過する濾過ベルト２１は、スラッジが特に剥離しやすい状態で表面に堆積する。この構造は、溜部１３の液面レベルをコントロールして所定量の切削研削液Ｌを蓄えるために、液面レベルが上昇すると濾過ベルト２１を移動して、スラッジケーキＳの除去された濾過ベルト２１を溜部１３に移動させる。溜部１３に移動された表面にスラッジケーキＳのない濾過ベルト２１は、網目よりも大きなスラッジのみを表面に堆積して、網目よりも小さいスラッジを透過する。したがって、この状態の濾過ベルト２１は微細なスラッジを確実には捕捉しない。時間が経過して表面に堆積するスラッジケーキＳが増加すると、スラッジケーキＳが濾材を形成して、より微細なスラッジを捕捉して堆積させる。スラッジケーキＳが厚くなるにしたがって、スラッジケーキＳは微細なスラッジを捕捉して堆積させる。スラッジケーキＳが厚くなって、微細なスラッジを堆積するようになると、切削研削液Ｌの透過率が低下して溜部１３の液面レベルが上昇する。液面レベルが上昇すると、スラッジケーキＳの堆積されない濾過ベルト２１を溜部１３に移動して、液面レベルの上昇を制限する。濾過ベルト２１が以上の工程を繰り返して切削研削液Ｌを濾過するので、スラッジケーキＳは濾過ベルト２１に剥離しやすい状態で堆積させる。それは、微細なスラッジを濾過ベルト２１の網目に浸入させることがなく、濾過ベルト２１との境界には網目に浸入しない大きなスラッジを堆積し、この上に微細なスラッジを堆積するからである。さらに、濾過ベルト２１の表面に堆積するスラッジケーキＳは、含有する細長い金属の切削屑が互いに絡まりあって結合し、所定の厚さで一体となって濾過ベルト２１から落下して剥離され、濾過ベルト２１の表面に殆ど残存しない。
【００４１】
図７の写真は、スラッジケーキＳが濾過ベルト２１表面から剥離される状態を示している。この図に示すように、スラッジケーキＳは一体となって綺麗に濾過ベルト２１の表面からそれ自体の重量で落下して剥離される。スラッジケーキＳは、一体となって自重で剥離されるので、弛緩状態にある濾過ベルト２１のＵターン部分で剥離され、またＵターン部分を通過して弛緩状態にある濾過ベルト２１の下面から重力で落下して剥離される。濾過ベルト２１が弛緩状態で切削研削液Ｌを重力濾過し、さらに弛緩状態でＵターンしてスラッジケーキＳを剥離する構造は、Ｕターン部分で、あるいはＵターン部分を通過して濾過ベルト２１の下面に付着するスラッジケーキＳを重力で落下して剥離することに極めて効果がある。それは、弛緩状態にある濾過ベルト２１が変形しながら移動するからである。とくにＵターン部分を通過するときは、変形しながらＵターンして移動されて、表面に付着するスラッジケーキＳをより剥離しやすい状態とする。
【００４２】
自重でスラッジケーキＳを剥離できる濾過ベルト２１は、スクレーパーを使用することなくスラッジケーキＳを剥離できるので、スクレーパが濾過ベルト２１の表面を擦って損傷させることがなく、濾過ベルト２１の使用期間を相当に長くできる。ただ、図１と図８に示すように、スラッジケーキＳが剥離しやすいＵターン部分に掻き取りブラシ３６を配置して、剥離し難いスラッジケーキＳを剥離することもできる。この掻き取りブラシ３６は、濾過ベルト２１のＵターン部分に対して平行に配置されたローラー３６Ａの外周面に、半径方向に突出する多数の毛からなるブラシ３６Ｂを設けており、回転するローラー３６Ａによりブラシ３６Ｂの先端を濾過ベルト２１の表面に接触させて、濾過ベルト２１に付着するスラッジケーキＳを掻き取るようにしている。ローラー３６Ａは、モータ３９に連結されており、所定の回転速度で回転駆動できるようにしている。この掻き取りブラシ３６は、弛緩状態で平面状でない濾過ベルト２１の全面に接触する必要はなく、弾性変形するブラシ３６Ｂを濾過ベルト２１の表面の凹部に軽く接触させる構造として、局部的に残存する可能性のあるスラッジケーキＳを濾過ベルト２１から剥離する。
【００４３】
さらに、濾過装置は、Ｕターン部分を通過して下面にスラッジケーキＳの付着する濾過ベルト２１の表面に、弾性変形する柔軟なスクレーパー１６を接触させて、局部的に剥離されないで残存するスラッジケーキＳを除去することもできる。このスクレーパー１６は、濾過ベルト２１の全面に接触する必要はなく、弾性変形する櫛型、あるいは多数の弾性線材を部分的に濾過ベルト２１の表面に軽く接触させる構造として、局部的に残存するスラッジケーキＳを濾過ベルト２１から簡単に剥離できる。
【００４４】
剥離部１５の下方には、濾過ベルト２１から分離して落下するスラッジケーキＳをケーシング２から外部に排出する排出コンベア３７を配置している。排出コンベア３７はスクリュウコンベア３７Ａで、図８の断面図に示すように、スラッジケーキＳの移動方向に向かって上り勾配に傾斜するように配置されて、剥離部１５から供給される水分率の高いスラッジケーキＳを脱水して外部に排出する。スクリュウコンベア３７Ａは、先端に排出筒３８を連結している。排出筒３８はスクリュウコンベア３７Ａよりも急峻な上り勾配に連結される。排出筒３８は、スクリュウコンベア３７Ａから押し込まれるスラッジケーキＳの排出を制限する。排出の制限されたスラッジケーキＳは、排出筒３８の内部で絞られ、脱水されて排出される。排出筒３８は、上り勾配の傾斜角を大きくし、また内径をスラッジケーキＳの移送方向に向かって次第に小さくして、排出されるスラッジケーキの水分率を小さくできる。ただ、排出筒３８の内径をスラッジケーキＳの移送方向に向かって小さくすると、スラッジケーキＳをスムーズに排出できなくなる。この弊害は、排出筒３８の内径を、スラッジケーキＳの移送方向に向かって次第に大きくして解消できる。ただ、排出筒３８の内径を次第に大きくすると、排出されるスラッジケーキＳの水分率が高くなる。したがって、排出筒３８の上り勾配を大きくしてスラッジケーキＳの水分率を低く調整し、排出筒３８の移送方向における内径を次第に大きく、あるいは同じ内径としてスムーズに排出できる構造とすることもできる。
【００４５】
制御回路４は、モータ３の回転を制御して、溜部１３の切削研削液Ｌがオーバーフローしないように、溜部１３の液面レベルを所定の範囲に保持する。図１の制御回路４は、溜部１３に蓄える切削研削液Ｌの液面レベルをレベルセンサ１７で検出して、レベルセンサ１７からの信号でモータ３の回転を制御する。制御回路４は、レベルセンサ１７で検出する検出レベルが設定レベルまで上昇するとモータ３の回転を開始して移送ベルト１０を移動させる。モータ３の回転時間は、制御回路４に設けているタイマー１８で特定される。タイマー１８は、モータ３の回転時間を記憶しており、設定時間をモータ３の回転時間としている。濾過ベルト２１はモータ３が回転される状態で移動される。したがって、タイマー１８の設定時間によってモータ３が回転される時間は、溜部１３に移動する濾過ベルト２１の移動量を特定する。濾過ベルト２１は、タイマー１８の設定時間移動されて、溜部１３の一部に、スラッジケーキＳの除去された濾過ベルト２１を移動させる。タイマー１８の設定時間に、溜部１３の一部にスラッジケーキＳの除去された濾過ベルト２１を移動する方法は、溜部１３にスラッジケーキＳの除去された濾過ベルト２１を移動した直後において、溜部１３の切削研削液Ｌは、スラッジケーキＳの除去された濾過ベルト２１のみでなく、スラッジケーキＳを堆積している濾過ベルト２１によっても濾過される。この方法は、スラッジケーキＳの堆積された濾過ベルト２１で微細なスラッジを濾過して捕集効率を高くできる。ただし、本発明の濾過装置は、タイマーの設定時間を、溜部の全体にスラッジケーキＳの除去された濾過ベルト２１を移動する時間に設定することもできる。この濾過装置は、溜部の全体にスラッジケーキＳの除去された濾過ベルト２１を移動させるので、濾過ベルト２１が移動された状態で切削研削液の単位時間の濾過量を多くして、切削研削液の液面レベルを速やかに低下できる。
【００４６】
制御回路４は、タイマー１８によらずレベルセンサ１７の信号でモータ３の回転を停止することもできる。この制御回路４は、レベルセンサ１７の検出レベルが設定レベルを越えるとモータ３の回転を開始し、検出レベルがあらかじめ設定している最低レベル以下になるとモータ３の回転を停止する。モータ３の回転が開始されると、スラッジケーキＳの除去された濾過ベルト２１が溜部１３に移動して、濾過ベルト２１の単位時間の濾過量が増加して液面レベルは低下する。液面レベルが最低レベルまで低下してモータ３の回転が停止されると、溜部１３に移動された濾過ベルト２１が切削研削液Ｌを濾過してスラッジを表面に堆積させてスラッジケーキＳを形成する。濾過ベルト２１の表面に堆積するスラッジケーキＳは、濾材となって微細なスラッジを濾過して堆積させる。スラッジが堆積するにしたがって濾過ベルト２１の単位時間の濾過量が減少すると液面レベルが上昇する。液面レベルが設定レベルまで上昇すると、再びモータ３が回転してスラッジケーキＳの除去された濾過ベルト２１を溜部１３に移動させる。
【００４７】
濾過ベルト２１から剥離されるスラッジケーキＳは、厚くして濾過ベルト２１から綺麗に剥離できる。一体的に集合して自重で剥離されるからである。スラッジケーキＳは、例えば１．５ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以上に厚くして、濾過ベルト２１の表面から理想的な状態で剥離できる。溜部１３から排出される濾過ベルト２１表面に堆積されるスラッジケーキＳの厚さは、濾過ベルト２１の網目の大きさと、溜部１３に蓄える切削研削液Ｌの容積と、濾過ベルト２１の移動量と、切削研削液Ｌのスラッジ含有量とで特定される。濾過ベルト２１の網目を小さく、溜部１３の容積を大きく、濾過ベルト２１の移動量を少なくして排出される濾過ベルト２１の表面に堆積するスラッジケーキＳは厚くなる。たとえば、濾過ベルト２１の網目を１５０μｍ、溜部１３の容積を５リットル、１分間に溜部１３に移動させる濾過ベルト２１の移動量を１ｃｍとして、溜部１３から排出される濾過ベルト２１の表面に堆積するスラッジケーキＳの厚さは、３ｍｍ〜５ｍｍとなって、濾過ベルト２１の表面から極めて綺麗に剥離できる。
【００４８】
レベルセンサ１７で濾過ベルト２１の移動を制御する制御回路４は、溜部１３からの切削研削液Ｌのオーバーフローを確実に防止できる。ただ、本発明の濾過装置は、レベルセンサを使用することなく、タイマー１８で濾過ベルト２１の移動と停止を繰り返すデューティーを特定して溜部１３の液面レベルを制御し、あるいは濾過ベルト２１の移動量をコントロールして液面レベルをコントロールすることもできる。タイマー１８で濾過ベルト２１の移動と停止を繰り返すデューティーを特定して溜部１３の液面レベルを制御する制御回路４は、停止時間に対する移動時間を長くして液面レベルを低下でき、また濾過ベルト２１の移動量をコントロールして液面レベルをコントロールする制御回路４は、濾過ベルト２１の移動速度を速くして溜部１３の液面レベルを低くできるからである。これ等の制御回路４は、溜部１３の切削研削液Ｌがオーバーフローしないように、デューティーを特定し、あるいは濾過ベルト２１の移動速度を特定して、溜部１３の液面レベルを設定範囲以下にコントロールする。
【００４９】
受液槽６は、上側移送ベルト１０Ａと下側移送ベルト１０Ｂの間で、溜部１３と排出スロープ部１４の下方に配置されて、濾過ベルト２１を透過した清澄な濾過液Ｒを外部に漏らさず受け止める。受液槽６は、排出部に向かって下り勾配に傾斜する底板を有し、排出部に排出管１９を介して濾過タンク７に連結している。濾過タンク７は、底部の排出口に循環ポンプ８を連結しており、循環ポンプ８でもって清澄な濾過液Ｒを工作機械５０に循環する。
【００５０】
以上の濾過装置は、以下の工程で切削研削液Ｌを濾過して含まれるスラッジを分離して清澄な切削研削液Ｌに再生する。
濾過装置は、工作機械５０から排出される切削研削液Ｌを濾過してスラッジを除去し、清澄な切削研削液Ｌとして工作機械５０に循環する。切削研削液Ｌは、濾過ベルト２１の溜部１３に供給される。溜部１３の切削研削液Ｌがオーバーフローしないように、溜部１３の液面レベルは設定範囲にコントロールされる。溜部１３の液面レベルは、濾過ベルト２１の移動をコントロールして制御される。液面レベルが上昇すると濾過ベルト２１を移動して、スラッジケーキＳの除去された濾過ベルト２１を溜部１３に移動させる。スラッジケーキＳの除去された濾過ベルト２１は、単位時間の濾過量が多く液面レベルを低下させる。溜部１３で濾過された濾過ベルト２１の表面に堆積されたスラッジケーキＳは、濾過ベルト２１が移動されて排出スロープ部１４で溜部１３から排出される。溜部１３から排出されたスラッジケーキＳは、剥離部１５において濾過ベルト２１から剥離して除去される。溜部１３で濾過ベルト２１を透過した切削研削液Ｌは、スラッジが除去されて清澄な濾過液Ｒとなって受液槽６に落下する。受液槽６の清澄な切削研削液Ｌは、濾過タンク７から循環ポンプ８を介して工作機械５０に循環して使用される。剥離部１５において除去されたスラッジケーキＳは、排出コンベア３７で脱水して外部に排出される。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の濾過装置は、切削機や研削機等の工作機械に連結されて、工作機械から排出される切削研削液からスラッジを分離して清澄な切削研削液として工作機械で有効に再利用する装置に利用される。
【符号の説明】
【００５２】
１００…濾過装置
１…ベルトコンベア
２…ケーシング
２Ａ…本体ケース
２ａ…周壁
２ｂ…固定プレート
２Ｂ…上蓋
３…モータ
４…制御回路
５…供給機
５Ａ…供給管
６…受液槽
７…濾過タンク
８…循環ポンプ
９…移送ガイド
９Ａ…ガイド溝
１０…移送ベルト
１０Ａ…上側移送ベルト
１０Ｂ…下側移送ベルト
１１…駆動輪
１１Ａ…スプロケット
１２…駆動線材
１３…溜部
１４…排出スロープ部
１５…剥離部
１６…スクレーパー
１７…レベルセンサ
１８…タイマー
１９…排出管
２１…濾過ベルト
２１Ａ…濾布
２１Ｂ…補強シート
２２…駆動ベルト
２３…補強バンド
２４…チェーン
２４Ａ…ローラ
２４Ｂ…リングプレート
２４Ｃ…ピン
２５…固定片
２５ａ…連結穴
２６…止ネジ
２７…ナット
２８…止ネジ
３１…第１のファスナー
３２…第２のファスナー
３３…小片
３４…布帯
３５…スライダー
３５ａ…ガイド溝
３６…掻き取りブラシ
３６Ａ…ローラー
３６Ｂ…ブラシ
３７…排出コンベア
３７Ａ…スクリュウコンベア
３８…排出筒
３９…モータ
５０…工作機械
８１…ペーパーフィルター
８２…ディスク
８３…溜部
８４…スクレーパー
８５…エンドレスベルト
８６…フィルタ送り機構
９４…分離槽
９５…非磁性プレート
９５Ａ…吸引部
９５Ｂ…傾斜部
９５Ｃ…落下部
９６…磁気コンベア
Ｌ…切削研削液
Ｒ…濾過液
Ｓ…スラッジケーキ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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