(57)【要約】【課題】  ローリングフィルターのフィルターシートの一部が破損したような時に、更液をしないで、フィルターシートを迅速に交換することを可能にする。【解決手段】  八角筒形の籠のようなフィルターフレーム２０の隣接する２面にそれぞれ形成された開口２３を同時に塞ぐように、４枚の硬質のフィルター片をボルト等によって取り付ける。交換すべきフィルター片の部分を上にして液体の液面から上に出した状態で目的のフィルター片のみを交換するので、資材の無駄使いがなく、更液の必要もないので迅速に交換を行うことができる。従来は円筒形のフィルターフレームに単一の布製のフィルターシートを巻き付けていたので、一部でも破損すると全体を交換する必要があった。また、交換の際には濾過前後の液体が混じるので更液を行う必要があったが、本発明によってその必要がなくなるため、交換に要する時間を大幅に短縮することができる。【選択図】      図１
2005288261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面に偶数個の平面を形成すると共に各平面にそれぞれ開口が形成されている多角筒形のフィルターフレームと、前記フィルターフレームの隣接する２個の平面にそれぞれ形成された開口を同時に塞ぐために前記フィルターフレームに外側から取り付けられる複数枚のフィルター片と、前記フィルター片を前記フィルターフレームに対して着脱自在に取り付けるための固定手段とを備えていることを特徴とするローリングフィルター。
【請求項２】
請求項１において、前記多角筒形のフィルターフレームの外形が正八角筒形であることを特徴とするローリングフィルター。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記フィルターフレームがステンレス鋼板から製作されていることを特徴とするローリングフィルター。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記フィルター片が、細いステンレス鋼線を網状のシートに編み上げたものであることを特徴とするローリングフィルター。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記フィルター片が、合成樹脂のフィラメントを網状のシートに編み上げたものであることを特徴とするローリングフィルター。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記フィルター片が、無数の微小な穴を高密度に形成されたステンレス鋼板からなることを特徴とするローリングフィルター。
【請求項７】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記フィルター片が、無数の微小な穴を高密度に形成された硬質合成樹脂製のシートからなることを特徴とするローリングフィルター。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、前記フィルター片を前記フィルターフレームに対して着脱自在に取り付けるための固定手段がボルトであることを特徴とするローリングフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニューム材料を研削盤等によって切削加工をする際等に、切削液に混じって排出される切粉を切削液から分離するための濾過装置等に使用するのに適したローリングフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のローリングフィルターと、それを含む濾過装置を図４乃至図６に示す。後に述べるように、図１乃至図３に示す本発明の実施例の要部と、それに対応して図５及び図６に示す従来例の構造部分との相違点を除いて、図４に示す従来の濾過装置１の全体構成は、本発明の実施例においても概ね同様な構成をとることになる。図４に示すように、従来の濾過装置１は鋼板等から製作される箱型のハウジング２の内部に構成される。ハウジング２の内部は隔壁３によって少なくとも２つの部分、即ち、ダーティタンク４とクリーンタンク５に分割されている。ダーティタンク４内には水平に複数個のローリングフィルター６が軸受７によって回転可能に水平に支持されている。
【０００３】
従来のローリングフィルター６は、図５に示すように、それぞれ、所定の間隔をおいて支持された２枚の円形の端板部分８と、それらの端板部分８の間を連結する複数本の棒状部分９とによって多数の大きな開口を有する円筒形の籠のようなフィルターフレーム１０を構成すると共に、円筒形のフィルターフレーム１０の外側に、図６に示すような１枚の布等からなる大きなフィルターシート１１を巻き付けて、その端部同士を接続した構造を有する。フィルターシート１１を円筒形のフレーム１０上に着脱可能に取り付ける必要から、フィルターシート１１の外側に、一部を切り欠いた環状ばね１２が複数本、あたかも桶のタガのように嵌められる（図４参照）。
【０００４】
ローリングフィルター６を水平に支持すると共にそれを回転させて、フィルターシート１１の全表面に万遍なく濾過作用をさせるために、ローリングフィルター６の円形の端板部分８の中心には中空の回転軸１３が水平方向に取り付けられていて、前述の軸受７は、ハウジング２の壁部分や隔壁３等によってこの回転軸１３を回転自由に水平に支持している。図示していないが、回転軸１３がハウジング２の壁部分や隔壁３等を貫通する部分にはシール装置を設けて切削液が漏れ出ないようにする。また、ローリングフィルター６をダーティタンク４内で回転させるために、回転軸１３にスプロケット１４を取り付けて、図示しないチェインによって外部から回転駆動をする。
【０００５】
円筒形のフィルターフレーム１０の外側に巻き付けたフィルターシート１１の内側となるローリングフィルター６の内部空間は、中空の回転軸１３を介してクリーンタンク５に常に連通している。例えば、研削盤のような加工装置から排出される切粉が混じった切削液が濾過装置１のダーティタンク４へ供給されると、切粉の種類によっては重力によってダーティタンク４の内部で自然に沈殿して、コンベアによって排出されるものもあるが、金属であっても比重の軽いアルミニューム等の特に微細な切粉の場合は、一たん切削液に混入すると容易に分離沈殿しないので、切削液から切粉を分離濾過して清浄となった切削液を再び使用するためにローリングフィルター６が必要になる。
【０００６】
ローリングフィルター６は、ダーティタンク４内へ供給された切粉を含む切削液に浸っているので、切削液はローリングフィルター６のフィルターシート１１によって濾過されてローリングフィルター６の内部空間へ透過し、中空の回転軸１３を通ってクリーンタンク５へ流出する。濾過された切削液は殆ど切粉を含んでいないので、図示しない配管によってクリーンタンク５から加工装置へ戻されて再び切削加工に使用される。切削液を濾過したことによって、ローリングフィルター６のフィルターシート１１の外側には切粉が堆積するが、ローリングフィルター６が回転しているのと、スクレーパのようなもので積極的に掻き落とすことによって一部は剥がれ落ちる。ダーティタンク４内には図示しないコンベアが設けられていて、切粉の塊を外部へ排出することができる。
【０００７】
しかしながら、微細な切粉はフィルターシート１１に目詰まりを起こすので、放置するとローリングフィルター６の濾過能力が低下する。そこで、目詰まりが或る程度進んだ時にローリングフィルター６の内部から清浄な切削液を噴射してフィルターシート１１を洗浄する操作（逆洗）が行なわれる。逆洗のために、クリーンタンク５内の清浄な切削液を吸入して加圧する逆洗ポンプ１５が設けられ、加圧された清浄な切削液を、中空の回転軸１３の中を通過している配管１６を介して、ローリングフィルター６の内部に設けられた噴射ノズル１７へ導く。噴射ノズル１７には多数の噴口が設けられているので、噴口から噴射された清浄な切削液はフィルターシート１１を内側から外側へ透過し、フィルターシート１１に付着している切粉を洗い落とす。
【０００８】
従来のローリングフィルター６に使用されるフィルターシート１１は布製であるために切粉が布目に絡み易く、しかも剥がれ難いのと、単一のフィルターシート１１を円筒形のフレーム１０上に巻き付けているために張力が弱くて弛み易いが、弛みが生じるとその部分に切粉が溜まって破れ易くなるので、従来の濾過装置１におけるローリングフィルター６のフィルターシート１１は一般に破れ易いものであった。また、一部に小さい破損個所が生じただけでもフィルターシート１１は切粉を含む切削液の通過を許すので、それ以上使用することは不可能であるから、フィルターシート１１全体を交換する必要がある。これは資材の無駄使いになる。
【０００９】
フィルターシート１１の交換は環状ばね１２等を外して行うが、その時にダーティタンク４内に切粉を含む切削液が入っていると、フィルターシート１１をフィルターフレーム１０から取り外した時に、切粉を含んでいる汚れた切削液がダーティタンク４から中空の回転軸１３を通ってクリーンタンク５内へ流出してしまうので、フィルターシート１１の交換時には予めダーティタンク４内及びクリーンタンク５内を空にしておく必要がある。そして、フィルターシート１１の交換が終わった後に、再びダーティタンク４へ切削液を導入するという所謂「更液」の手順を踏まなければならない。
【００１０】
このような理由から、フィルターシート１１の交換には１０時間近くもかかることがあるので、その間は関連する加工装置等も運転をすることができない。また、フィルターシート１１が全体として１枚のものであるから、例えば、ローリングフィルター６の内部に設けられた逆洗用の噴射ノズル１７の噴口を点検するとか、掃除をするというような保守作業を行う時にも、交換時と同様に更液を含む面倒な手順を踏んでフィルターシート１１全体を取り外す必要がある。更に、従来のローリングフィルター６ではフィルターシート１１を円滑な環状ばね１２によって円筒形のフレーム１０に固定するので、切削液が付着した環状ばね１２を着脱する時に手が滑って作業が難しいという問題もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑み、濾過装置に使用されるローリングフィルターにおいて、それに取り付けられているシート状のフィルターの一部が破損して交換が必要になった時や、フィルターシートを全部交換すべき時期に来た時に、濾過装置に充満している濾過前の液体と濾過後の液体を外部へ排出しなくても、フィルターシートを迅速に交換することができるような、新規な構成のローリングフィルターを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記の課題を解決するために、特許請求の範囲の各請求項に記載された構成を備えているローリングフィルターを提供する。
【００１３】
本発明のローリングフィルターは、基本的に、側面に偶数個の平面を形成すると共に各平面にそれぞれ開口が形成されている多角筒形のフィルターフレームと、フィルターフレームの隣接する２個の平面にそれぞれ形成された２個の開口を同時に塞ぐようにフィルターフレームに外側から取り付けられる複数枚のフィルター片と、フィルター片をフィルターフレームに対して着脱自在に取り付けるための固定手段とを備えている。多角筒形のフィルターフレームの外形として最適のものは正八角筒形である。また、フィルターフレームの最適な材料はステンレス鋼板である。
【００１４】
従って、本発明のローリングフィルターをその長手方向が水平となるように濾過装置に装着すると、フィルター片の一部が破損した時や、全てのフィルター片を交換すべき時期に来た時には、ローリングフィルターを回転させて交換すべきフィルター片を上部へ移動させることにより、そのフィルター片を濾過すべき液体の液面から上に位置させる。その状態で液面上に出ているフィルター片を交換するので、更液の必要がなくなって、交換に要する時間を大幅に短縮することができる。また、一部のフィルター片だけを交換することもできるため、全部のフィルター片を交換する必要がないので資材の無駄使いがない。
【００１５】
本発明のローリングフィルターに使用するためのフィルター片として最適のものは、細いステンレス鋼線や合成樹脂のフィラメントを網状のシートに編み上げたものとか、無数の微小な穴を高密度に形成されたステンレス鋼板、或いは同様な硬質合成樹脂製のシートである。このように剛性が高くて硬質のフィルター片を使用することによって、切粉のような濾過すべき微粒の固体がフィルター片に付着し難くなるのと、フィルター片に弛みが生じ難くなるために、フィルター片の一部に液体から分離すべき切粉等が堆積してフィルター片が破れ易くなるというような、従来技術に見られる問題が解消する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１乃至図３と、更に前述の従来技術と共通の濾過装置の全体構成を示す図４をも参照しながら、本発明の好適な実施例について詳しく説明する。本発明の実施例の一部であっても従来技術と実質的に同様な部分については従来技術と同じ参照符号を付すことにする。図１は本発明の第１の特徴に対応するローリングフィルターの八角筒形のフィルターフレーム２０を示したものである。これは、図５に示す従来の円筒形フレーム１０と対比されるべきものである。なお、本発明においてはフレーム２０の外形を八角筒形とするのが最適であるが、それに近いものとして、六角筒形や十角筒形等の偶数角の筒型形状を有するフレームを使用することもできる。
【００１７】
図１に示すように、八角筒形のフィルターフレーム２０は、所定の間隔をおいて支持された２枚の正八角形の端板部分２１と、これら２個の端板部分２１におけるそれぞれ８個の頂点部分において、２個の端板部分２１の間を連結する８本の棒状部分２２とから構成され、それらによって大きな開口２３をそれぞれ有する８個の平面を形成して、全体として八角筒形の籠のような形状のものとなっている。フィルターフレーム２０はステンレス鋼の板材や、合成樹脂を含む任意の素材から製作することができる。
【００１８】
八角筒形のフィルターフレーム２０の製作方法としては、予め２個の端板部分２１と８本の棒状部分２２とをそれぞれ別体として成形した後に、それらを相互に溶接してフレーム２０を組み立てるとか、１枚の帯状のステンレス鋼板に所定の間隔をおいて隣接するように８個の開口２３をプレス加工によって打ち抜いて形成した後に、それを棒状部分２２となる部分において折り曲げて八角筒形に成形し、帯状の端部同士を重ね合わせて溶接すると共に、その軸線方向（長手方向）の両端に、別に同様な板材を正八角形に打ち抜いて周縁部に絞り成形を施した２個の端板部分２１を溶接するというような方法もある。
【００１９】
なお、図示実施例のフィルターフレーム２０においては、２個の端板部分２１の間に８本の棒状部分２２を相互に平行に軸線方向に配置して、２個の端板部分２１を棒状部分２２によって相互に連結することにより八角筒形を形成すると共に、胴部分の８個の平面にそれぞれ１個ずつの大きい開口２３を形成しているが、その変形として、例えば、図１の中に二点鎖線によって示したように、隣接している棒状部分２２のそれぞれ中間部の間を２個の端板部分２１と平行に相互に連結する連結片２５を１個以上設けて、開口２３の面積を２分の１程度に小さくすると共にその数を１６個まで増加させることにより、連結片２５によってフレーム２０を補強してその強度を向上させてもよい。更に、端板部分２１に対して平行な連結片２５を設ける代わりに、それぞれの開口２３を２個又は４個の部分に分割する対角線状の連結片を設けるのもよい。いずれの場合にも、端板部分２１や棒状部分２２の所定の位置にボルトを挿通するための穴２４を予め穿孔しておく。
【００２０】
正八角形の端板部分２１の中心部にはそれぞれ円形の開口２６が予め形成されていて、この開口２６に対して、前述の従来技術におけるローリングフィルター６の、図５に示す円筒形のフレーム１０の場合と同様な中空の回転軸１３を挿入して溶接することにより、フィルターフレーム２０を回転可能に支持する回転軸１３を取り付けると共に、中空の回転軸１３の一方によって八角筒形のフィルターフレーム２０の内部空間と外部（クリーンタンク５）とを連通させる。
【００２１】
このようにして製作された八角筒形のフィルターフレーム２０の８個の面に対して外側からフィルター片２７を張り付けて開口２３を塞ぐが、本発明の第２の特徴は、フィルターとして従来技術のように１枚の大きい連続シート状の布を使用するのではなく、八角筒形のフィルターフレーム２０を使用する図示実施例の場合は、最初から４枚の小さなシートに分割されたフィルター片２７を使用することである。それらの小さいフィルター片２７は、隣接する２個の平面にそれぞれ形成された開口２３を同時に塞ぐことができるように、図２に示すような２面分の大きさを有する。なお、図２に示すフィルター片２７の稜線２８は、フィルターフレーム２０の棒状部分２２に適合する部分を示すものであって、このような稜線（折り目）２８を予め形成された図２に示すような形状のフィルター片２７を製作しておくことが望ましい。また、フレーム２０に取り付けられるフィルター片２７の周辺部とか稜線２８となる部分を無孔の帯状に形成すると共に、そこにボルトを挿通するための穴２９を予め穿孔しておいた方がよい。
【００２２】
本発明の第３の特徴は、フィルター片２７の素材として、従来技術のように大きな布を使用するのではなく、きわめて細いステンレス鋼線や合成樹脂のフィラメントを網状のシートに編み上げたものとか、無数の微小な穴を予め高密度に形成されたステンレス鋼板又は硬質合成樹脂製の薄いシートのような、比較的に剛性が高くて、切粉が付着し難く、切粉の滑りが生じ易いものものを使用していることである。それによってフィルター片２７上に切粉が堆積することをできるだけ妨げて、フィルター片２７が弛むのを防止すると共に、フィルター片２７の機械的な強度を高めて破れ難くし、更にフィルター片２７の交換を容易にする。
【００２３】
図示実施例の場合は８枚のフィルター片２７をそれぞれフィルターフレーム２０の隣接する２面に接触させて、ボルト３０をフィルター片２７の穴２９に挿通すると共にフレーム２０の穴２４に螺合することにより、フィルター片２７をフレーム２０に次々に固定して行くが、この際に、ボルト３０を直接にフィルター片２７に接触させないで、必要な穴を設けた合成樹脂製又は金属製の帯状パッド（図示しない）を挟んでボルト３０を締め付けることが望ましい。帯状パッドの代わりに、フレーム２０の各面と同様な形状の、開口２３に対応する開口を有する合成樹脂製又は金属製のシートを挟み込んでもよい。それによって、フィルター片２７が開口２３を隙間なく塞ぐことができると共に、フィルター片２７の弛みを更に防止して、その強度を高めることができる。
【００２４】
このようにして、図示実施例の場合は図３に示すような八角筒形のローリングフィルター３１が完成するので、これを図４に示す従来技術と同様に、必要な数だけ濾過装置１のハウジング２内に長手方向が水平となるように装着する。ハウジング２内に隔壁３によってダーティタンク４とクリーンタンク５が形成されていること、ローリングフィルター３１のフィルターフレーム２０に設けられた中空の回転軸１３が隔壁３の開口を貫通してクリーンタンク５内に延びていること、逆洗ポンプ１５や配管１６及び噴射ノズル１７等からなる逆洗用の機構を備えていること、スプロケット１４等からなる回転駆動機構を備えていること等の全体構成は、図示実施例の場合も図４に示す従来例と同様である。
【００２５】
図示実施例の八角筒形のローリングフィルター３１はこのように構成されているから、これを濾過装置１のダーティタンク４内で低速で回転させることにより、加工装置からダーティタンク４内へ供給される切粉を含む切削液をフィルター片２７によって濾過して、切削液のみをローリングフィルター３１内へ透過させ、中空の回転軸１３を介してクリーンタンク５へ流出させる。切削液から分離された切粉はローリングフィルター３１の外面に堆積するか、或いは八角筒形のローリングフィルター３１の回転によりダーティタンク４内に生じる切削液の乱流によって洗い落とされ、図示しないコンベア上へ沈殿してダーティタンク４の外部へ排出される。
【００２６】
このような切削液の濾過作用や、ときどき行われる噴射ノズル１７による逆洗操作によっても、図示実施例のローリングフィルター３１のフィルター片２７は、八角筒形のフィルターフレーム２０の２面分だけの小さいものであること、個々のフィルター片２７が剛性の高い材料から製作されていること、その材料は切粉が付着し難くて滑りが生じ易いものであること、それぞれのフィルター片２７がボルト３０によって確実にフレーム２０に取り付けられていること等から、堆積した切粉によってフィルター片２７が弛むとか、破れるというようなトラブルが従来技術に比べて大幅に少なくなる。
【００２７】
そして、稀に、多数のフィルター片２７のうちの一部にでもそのようなトラブルが発生する兆候が見られた時や、定期的にフィルター片２７の全部或いは一部を交換する必要が生じた場合には、ダーティタンク４内にある切粉を含んだ汚い切削液の液面よりも、交換すべきフィルター片２７が上になる位置でローリングフィルター３１を一時停止させて、ボルト３０を着脱することにより迅速に目的とするフィルター片２７だけを交換する。これは必要な個所だけの補修でよいから材料の無駄使いがなく、作業が例えば１５分のような短時間に容易に終了する。また、その作業の際にダーティタンク４及びクリーンタンク５内の更液操作を行なう必要がないから、関連する加工装置を含めて運転停止の時間を非常に短縮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明のローリングフィルターは、加工装置から排出される汚れた切削液から切粉を分離するために使用することができるだけでなく、一般に何らかの液体を濾過して、それに含まれている微細な固体を分離する目的に広く応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】八角筒形のフィルターフレームの実施例を示す斜視図である。
【図２】フィルター片の実施例を示す斜視図である。
【図３】完成したローリングフィルターの実施例を示す斜視図である。
【図４】濾過装置の全体構成を例示する平面図である。
【図５】従来の円筒形のフィルターフレームを示す斜視図である。
【図６】従来の布製のフィルターシートを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…濾過装置
３…隔壁
４…ダーティタンク
５…クリーンタンク
６…ローリングフィルター（従来例）
８…円形の端板部分（従来例）
１０…円筒形のフィルターフレーム（従来例）
１１…布製のフィルターシート（従来例）
１３…中空の回転軸
１５…逆洗ポンプ
１７…噴射ノズル
２０…八角筒形のフィルターフレーム（実施例）
２１…正八角形の端板部分（実施例）
２２…棒状部分
２３…開口
２５…連結片
２７…フィルター片（実施例）
３０…ボルト
３１…八角筒形のローリングフィルター（実施例）
【図１】
2005288261.tif 000003
【図２】
2005288261.tif 000004
【図３】
2005288261.tif 000005
【図４】
2005288261.tif 000006
【図５】
2005288261.tif 000007
【図６】
2005288261.tif 000008