(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過前の大小の切粉を混入した切削油から大小の切粉を取り除き、これから更に小さな切粉を取り除いて濾過済切削油とする濾過槽と、該濾過槽を収容した濾過済切削油貯蔵槽とから成り、
濾過槽は、上流側の天井に投入口を形成し、底側を、上流側端は、チェーンホイールを配したコンベア反転部とし、下流側端は、反転部との間に濾過ドラムの下弦部分を配置する個所である円弧凹部を介在させた立ち上がり傾斜板を以て、その先端をチェーンスプロケットを配した切粉排出部とした槽とし、
該槽の前記円弧凹部には、少なくとも一方の側板に濾過済切削油を流出する流出口を備えた濾過ドラムの下弦を位置させて配し、
該槽の反転部に配したチェーンホイールと切粉排出口に配したチェーンスプロケットには、ヒンジコンベアを底側に形成した円弧凹部に下弦を位置させて配した濾過ドラムを潜り濾過ドラムの下弦と円弧凹部の間を通過して回動するよう懸架し、
該槽の反転部側には上流側対流用の噴射管を、傾斜面の濾過ドラム寄りには下流側対流用の噴射管を配設し、
該槽の側板には少なくとも一方には、前記した濾過ドラムの側板に設けた濾過済切削油の流出口に連通する流出口を備えるとともに前記濾過ドラムの配置位置に相当する位置と、前記切粉排出口側に配したチェーンスプロケットの配置位置に相当する位置の間に位置する個所に開閉扉を備えた側板を配してこれらの部材を収容した濾過槽とするとともに、
貯蔵槽内には、前記した濾過槽を、濾過槽から前記濾過槽で濾過された濾過済切削油を流出させる状態で収容することを特徴とする切粉搬送式濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は切粉搬送式濾過装置に係り、金属切削加工を行った後に排出される切粉を含んだ状態になった浄化前の切削油を、切粉と切削油に分離して切粉を分離した切削油を浄化後の切削油として得ることで、浄化後の切削油を再利用するために用いられる切粉搬送式濾過装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各種の金属工作機械による金属切削や金属研削加工等を行った後に、排出される切粉や研削粉を含んだ状態になった浄化前の切削油を、切粉と切削油に分離して分離をした切削油を再使用可能にする切削油として得るための濾過装置が多く提案されている。
その１例は、特開平４−１０１７４６号公報、米国特許５１６７８３０号明細書、実願平５−７２７２９号（実開平７−３７３０９号）のＣＤ−ＲＯＭ、特開平７−２０４４２７号公報等の刊行物に開示された技術である。
【０００３】
また、本発明の出願人は従来技術の欠点に気が付き、近年になりマシニングセンターからカール状または団子状になった切粉を含んだ状態で排出されるいわゆる混濁クーラントから切粉を分離した切削油として取り出し、該切削油を再利用するために、回動駆動するヒンジコンベアを配設した槽と、外周面に濾過精度に応じた所定メッシュの濾過フィルターを設けた回転駆動される濾過ドラムを配した槽を併設し、前者の槽で粗い切粉を取り除く、後者の槽に配設した濾過ドラムに、より細かい切粉を取り除いた濾過された浄化後の切削油として、濾過ドラムの側面の開口部から浄化後の切削油を外部に取り出すように構成された切粉搬送式濾過装置を開発し、これを特許出願した。これが特開平９−３００１７１号公報に開示され、この技術が実用化されている。
【０００４】
本発明者が開発した特開平９−３００１７１号公報に開示された切粉搬送式濾過装置によれば、ヒンジコンベアを設けた槽と、濾過ドラムを設けた槽とを別構成しておき、ヒンジコンベアを設けた槽のヒンジコンベア上に金属切削加工から排出されるカール状または団子状になった切粉を含んだ状態の浄化前の切削油を投入して、ヒンジコンベアにより前記した浄化前の切削油に混入された切粉を排出する一方で、前記切粉を排出した後の微細な切粉を含む浄化前の切削油を、濾過ドラムの濾過フィルタを通過させることで浄化後の切削油を得るように構成されている。
【０００５】
しかしながら、前記した特開平９−３００１７１号公報に開示された発明を実施した切粉搬送式濾過装置は上記のように、ヒンジコンベアを設けた槽と、濾過ドラムを設けた槽とを別構成していることから、必要以上の設置面積を必要とし、ヒンジコンベア、濾過ドラムの駆動力を別装置から取り入れる構成となっていることから非常にコスト高となると言う問題があった。
【０００６】
そこで、前記問題を解消するため、ヒンジコンベアを配設した槽のヒンジコンベアの回動軌跡内に濾過ドラムを配した切粉搬送式濾過装置を開発したが、前記した装置に配設した濾過フィルターが破損したり、定期的にフィルターを交換する場合、従来の切粉搬送式濾過装置によれば濾過ドラムは、ヒンジコンベアの下方に設置されることから、この交換作業に際して、槽本体に対して着脱自在に設けられた天板或いは側板を取り外して、上方または横方向から濾過ドラムの濾過フィルター交換作業を行なうようにしていた。
【０００７】
しかしながら、近年になり切粉搬送式濾過装置は、工作機械類が位置する下に設置する要請が出てきたため、該装置の設置はその要請に対応した設置の仕方となってきた。この場合には、濾過ドラムのフィルターの交換、点検には上記したこれまでのように切粉搬送式濾過装置の天板を取り外して濾過ドラムの濾過フィルターの点検交換作業を行なうことができなくなる。そこで、前記作業を行う必要が生じたときは、切粉搬送式濾過装置を工作機械類の下方から引き出せる方式として設置して、その必要が生じたときは該装置を引き出して、該装置の天板を取り外すようにすれば良いが、このためには切粉搬送式濾過装置の濾過ドラムの濾過フィルターの交換作業用のために余分な設置面積の確保が必要とるし、また各種配管類を取り外さなければならないことから、前記した方式を採用することは実質的に不可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の切粉搬送式濾過装置は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ヒンジコンベアを配した切粉搬送手段やこのヒンジコンベアから回転力の伝達を受けて回転される濾過ドラム等の各種部材を設けた切粉搬送式濾過装置の点検や部材交換作業を容易に行える構成の装置とすることを目的としている。
【０００９】
更に、本発明は、ヒンジコンベアの回動軌跡内に濾過ドラムを配設する構成型式の切粉搬送式濾過装置において、ヒンジコンベアによる切粉回収効率を向上させる機能を発揮する構成とした装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の切粉搬送式濾過装置は、濾過前の大小の切粉を混入した切削油（以下混濁クーラントと言う）から大小の切粉を取り除き、これから更に小さな切粉を取り除いて濾過済切削油とする濾過槽と、該濾過槽を収容した濾過済切削油貯蔵槽とから形成される。
濾過槽は、上流側の天井に投入口を形成し、底側を、上流側端は、チェーンホイールを配したコンベア反転部とし、下流側端は、反転部との間に濾過ドラムの下弦部分を配置する個所である円弧凹部を介在させた立ち上がり傾斜板を以て、その先端をチェーンスプロケットを配した切粉排出部とした槽とする。
【００１１】
該槽の前記円弧凹部には、少なくとも一方の側板に濾過済切削油を流出する流出口を備えた濾過ドラムの下弦を位置させて配する。
【００１２】
該槽の反転部に配したチェーンホイールと切粉排出口に配したチェーンスプロケットには、ヒンジコンベアを底側に形成した円弧凹部に下弦を位置させて配した濾過ドラムを潜り濾過ドラムの下弦と円弧凹部の間を通過して回動するよう懸架する。
【００１３】
該槽の反転部側には上流側対流用の噴射管を、傾斜面の濾過ドラム寄りには下流側対流用の噴射管を配設する。
【００１４】
該槽の側板には少なくとも一方には、前記した濾過ドラムの側板に設けた濾過済切削油の流出口に連通する流出口を備えるとともに前記濾過ドラムの配置位置に相当する位置と、前記切粉排出口側に配したチェーンスプロケットの配置位置に相当する位置の間に位置する個所に開閉扉を備えた側板を配してこれらの部材を収容した濾過槽とする。
【００１５】
貯蔵槽内には、前記した濾過槽を、濾過槽から前記濾過槽で濾過された濾過済切削油を流出させる状態で収容する。
【００１６】
要するに、本発明は、貯蔵槽内に濾過槽を収容した構成とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好適な一実施形態につき図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は一実施形態に係る切粉搬送式濾過装置１の構成を示した正面図である。また、図２は図１のＸ−Ｘ線矢視断面図であり、図３は図１のＹ−Ｙ線矢視断面図であり、図４は図１のＺ−Ｚ線矢印断面図である。
【００１９】
図１、２及び図３を参照して、本発明の係る切粉搬送式濾過装置１の全体構成について述べる。槽本体２は、濾過後の濾過済切削油を貯蔵する貯蔵槽（以下貯蔵槽という）２ｂと、その内側に配した大小の切粉を混入した濾過前の被濾過切削油から大小の切粉を分離し、更にこれから細かい切粉を分離する処理槽（以下濾過槽という）２ａとから構成されており、図示のように槽本体２を構成する貯蔵槽２ｂを工場内に調整された所定の床面に水平に設置固定するとともに、その設置固定は、各種の機械加工装置であるマシニングセンターを含む工作機械１００の下方に一部が潜入した状態で設置される。そして、前記貯蔵槽２ｂの内側に配された濾過槽２ａ内には、カール状または団子状になった切粉を含む混濁クーラントと呼ばれる濾過前の切削油が、図中の一点鎖線で示した液面レベル４となるように若干の変動を伴って投入口３から投入されるように構成されている。また、前記濾過槽２ａの内で濾過手段を講じられた濾過済の切削油は貯蔵槽２ｂ内に流出され、該貯蔵槽２ｂ内で貯蔵されて、該切削油は、再利用される切削油として機械加工装置に対して供給されるとともに、その一部がポンプにより濾過ドラム１０内に配設された噴射管１１に供給される。
【００２０】
このように形成される槽本体２を構成する濾過槽２ａは、図１に示すように上流側には、上記した工作機械１００を稼働して金属切削加工を行ったことにより排出した切粉や研削粉などを含んだ混濁クーラントを導入するために天井に開口した投入口３が設けられるとともに、底面側部の上流側端をチェーンホイール１５を配したコンベア反転部とし、下流側を濾過ドラムの下弦部分を配置する円弧凹部を介在して斜め上方に延びる傾斜面部を形成し、該傾斜面部の最上部側においてチェーンスプロケット８を配した切粉排出口６を形成する。この切粉排出口６の下方に適宜移動される切粉回収箱７内に大小の切粉Ｇを落下させるように構成されている。
【００２１】
また、図１中の一点鎖線で図示した切粉搬送手段であるヒンジコンベアは、図６の外観斜視図に図示したように、複数のヒンジ部材５が外側に凸状になるように屈曲可能に連結されるとともに、各ヒンジ部材５の両側に起立部５ａを形成し、さらに無端体であるチェーン１９に対して両端を固定するように構成される。このようにしてエンドレスに連結されたヒンジ部材５のチェーン１９を、図１の図示のように上流側端のコンベア反転部に配置したチェーンホイール１５の周りに沿うように噛合して図示のように方向転換するとともに、下流側端の排出口６に配した不図示のモータにより矢印方向に連続回転されるチェーンスプロケット８に対してチェーン１９を噛合させ、かつチェーンガイド２２により案内することで、図１に図示のような軌道を辿るようにして連続運転するように構成されている。
【００２２】
また、ヒンジコンベアは、各ヒンジ部材５の連結部は図示のように円弧面として上方に凸となるように形成されるので、投入口３から投入された混濁クーラントは、回動するヒンジコンベアのヒンジ部材５上で混濁クーラント中の切削油が、濾過槽中に落下される。切削油を濾過槽中に落下した混濁クーラント中に混入した大小の切粉Ｇは、ヒンジコンベアに乗せられて、そのまま図１に示す矢印方向の下流側に搬送されて、濾過槽２ａの傾斜面を上り、切粉排出口６から落下されることになる。
【００２３】
また、図６において、ヒンジ部材５の上にヒンジ部材５の幅寸法Ｗに対して約３／１Ｗの幅寸法を有する掻揚げ部材９を図示のように千鳥状に固定することにより、濾過槽２ａの傾斜面上端の切粉排出口６に向け搬送する大小の切粉Ｇが回動するヒンジコンベアからの落下防止をより確実に図るようにして、正常な切粉搬送ができるようにしても良い。また、ヒンジ部材５または掻揚げ部材９は濾過前の被濾過液の液面レベル４以下になるようにして、後述する被濾過液に発生させる対流の支障にならないようにする必要がある。
【００２４】
以上のようにして、ヒンジコンベア（切粉搬送手段）は、図１に図示する濾過槽２ａの内側を上流側端のコンベア反転部から下流側端の切粉排出口６に向かって回動する側を往路とし、下流側端の切粉排出口６から上流側端のコンベア反転部に向かって回動する側を復路とした往復路を形成した回動軌道で駆動するようにすることで、往路を回動するヒンジコンベアのヒンジ部材５の連結部の間または継ぎ目から粗く濾過されたカール状または団子状になった大型の切粉Ｇを投入口３から切粉排出口６に向かって連続搬送する。
【００２５】
このように構成されるヒンジコンベアの回動軌道で囲まれる内側には、図１に示すようにヒンジコンベアの復路に沿ってヒンジコンベアの回動力の伝達を受けて矢印方向に回転駆動される濾過ドラム１０が設けられている。この濾過ドラム１０は、上記のようにヒンジコンベアにより粗く濾過されて大小の切粉Ｇを含まない微細な切粉、研削粉などを含む被濾過液となった被濾過液の中から微細な切粉、研削粉を分離した濾過済切削とするため、該被濾過液中から前記した微細な切粉、研削粉を内部に流入させないようにさせるため、該被濾過液をフィルターで濾過する機能を果たす部材である。換言すれば、濾過ドラムは前記した被濾過液を濾過済切削油としてから貯蔵槽２ｂ側に流出させるための働きをするものである。
【００２６】
このために、濾過ドラム１０の外周面に濾過フィルター２８が交換可能に設けるとともに、濾過槽２ａの軸体１２にインナーレースが固定され、アウターレースが濾過ドラム１０に固定された左右一対の軸受２７で濾過ドラム１０が回動可能に軸支されるとともに、リップラバーシールの一種であって図示のような断面Ｖ字形状を有することで濾過ドラム１０の側面部位のチェーンスプロケット２４の側面に摺接することで液密状態に維持するためのＶシール２５が左右に夫々設けられて、濾過ドラム１０を液密状態で摺動可能に軸支するように構成されている。
【００２７】
また、槽本体２を構成する濾過槽２ａに配設される濾過ドラム１０のを構成する左右側板の間には濾過フィルターの目詰まりを解消するように、濾過後の浄化液（濾過済切削油）または空気を内側から勢いよく濾過フィルターに向かって噴射する噴射管１１が設けられている。
【００２８】
さらにまた、この濾過ドラム１０の少なくとも一方の側板には開口部（流出口）２６が形成されており、この開口部（流出口）２６に連通する濾過槽２ａに設けられた少なくとも一方の側板の開口部１８を介して、濾過槽２ａから貯蔵槽２ｂ中に濾過後の濾過済切削油を流入するように構成されている。また、濾過槽２ａから貯蔵槽２ｂ中に流出させる前に、図５の外観斜視図に図示のように被濾過液の液面４を、切粉搬送手段の往路面以上の液面に維持するための液面維持手段である液面調整槽２０が設けられている。
【００２９】
この液面調整槽２０には、さらに液面調整板２１が調整ボルト２３により所定レベルになるようにして固定されている。この液面調整槽２０と液面調整板２１とにより、濾過後の液面４０を図２に図示のように維持することで、濾過ドラム１０の周りの濾過前の被濾過液の液面レベル４を高い位置に維持できるようにして、図１のように往路側のヒンジ部材５の上面より上に液面レベル４を維持できるようにしている。
【００３０】
また、図２に示すとおり、ヒンジコンベアのヒンジ部材５を固定したチェーン１９は、チェーンガイド２２で案内される一方で、濾過ドラム１０のチェーンスプロケット２４の下方側で噛合している。このようにして、濾過ドラム１０の回転は、回動するヒンジコンベアからの動力伝達をしっかりと受けるようにしている。この構成は、濾過ドラム１０専用の駆動モータを省略して、装置のコストダウンを図る構成ともなっている。
前記したヒンジコンベアのチェーン１９と濾過ドラム１０のチェーンスプロケットを噛合させる個所は、図１に図解するとおり、濾過槽の底面を円弧状に凹ませた個所でヒンジコンベアを挟んで濾過ドラムの下弦を配置した個所である。この個所でのヒンジコンベアのチェーン１９を濾過ドラム１０のチェーンスプロケットとの噛合は確実な噛合となる。その結果、ヒンジコンベアからの濾過ドラムに対する動力伝達は強力な動力となって伝達される。それと同時に、該個所に体積した切粉の掻き集め機能も有効に発揮できることになる。
【００３１】
再度、図１において濾過槽２ａ内に投入されている被濾過液であって、濾過ドラム１０の右側部分と傾斜面で挟まれる部分に停滞する被濾過液は対流を発生させる必要がある。同様に投入口３の下方部位においても対流を積極的に発生する必要がある。
【００３２】
その理由は、濾過ドラム１０の濾過フィルター２８に付着した微細な切粉であって、上記の噴射管により剥離された切粉が濾過ドラム１０の右側部分と傾斜面で挟まれる部分において濃縮されて、再度濾過フィルター２８に付着してしまうことで濾過性能が損なわれるからである。また、同様に投入口３の下方部位においても上記のように粗く濾過された後の微細な切粉が濃縮されることで、次第に堆積してしまいチェーン駆動のブレーキとなるからである。
【００３３】
そこで、上記の液面調整槽２０と調整板２１により、濾過前の液面４を図２に図示のように維持するとともに、対流用噴射管１３、１４を図示の位置にそれぞれ位置させておき、これらから濾過後の浄化液をポンプにより噴射することで、図１のＺ−Ｚ線矢視断面図である図４に示すように切粉がヒンジ部材５の下側に向うように移動するようにする。
【００３４】
また、ヒンジ部材５を固定したヒンジコンベアの回動軌道は、上記のように濾過ドラムのチェーンスプロケットに噛合することから、濾過槽２ａの下方の円弧凹部に略合致する軌道を一部に形成することとなり、濾過ドラム１０の下原の切粉をヒンジコンベアの復路において効果的に排出できるようになる。さらに、濾過槽２ａの側面には、濾過ドラム１０に対してアクセス可能にすることで、濾過フィルター２８の交換及び点検を行なうための開口部１７の扉が設けられているので、交換作業はヒンジコンベアを取り外すことなくこの扉を開いて開口部１７を通して実施てきることになる。
【００３５】
また、切粉排出口６側に配したチェーンスプロケット８の下方には、ヒンジ部材５に付着している切粉を取り除くためのブラシ１６が固定されているので、積極的に付着切粉を排除できることとなる。
【００３６】
以上説明した装置において、図１を参照して、マシニングセンターを含む機械工作装置１００で使用された後に、カール状または団子状になった切粉を含んだ状態の被濾過切削油が投入口３から投入されると、ヒンジコンベアを構成するヒンジ部材５上において、カール状または団子状になった比較的に大型の切粉Ｇの粗い濾過が行われて、下流に搬送されて排出口６から回収箱７中に落下されることになるが、傾斜面の搬送途中で、切粉に含まれた切削油が落下して、乾いた状態の切粉となって落下する。
【００３７】
また、大小の切粉Ｇの粗い濾過後において、微細な切粉が混入した状態の被濾過液は、回転駆動される濾過ドラム１０の外周面に設けられた濾過フィルター２８により濾過されて、濾過ドラム内部を濾過された切削油として導入され、これが、濾過ドラムの側面の開口部（流出口）２６と濾過槽２ａの開口部（流出口）１８から濾過済切削油として貯蔵槽２ｂに取り出される。このとき、濾過済切削油の液面レベル４０は液面調整板２１により所定レベルに維持されることで、濾過前の被濾過液の液面レベル４がヒンジコンベアの往路より上方になるようにする。一方、噴射管１３、１４からポンプにより噴射される浄化液により被濾過液中において対流が発生して、切粉が上記のように移動するようにして、濾過フィルターへの再付着を阻止し、濾過槽内に沈殿することを防止する。
【００３８】
以上のように構成される本発明に係る切粉搬送式濾過装置によれば、ヒンジコンベアを設けた部分と、濾過ドラムを設けた部分とが一体構成できるので、従来の浄化装置に比べて切粉回収効率がよい、且つコストダウンを実現できることになる。
【００３９】
尚、本願発明は上記説明の構成に限定されないことは言うまでもなく、また濾過前の濾過対象液として切削油の場合について述べたがこれに限定されず、液中にヒンジコンベアで搬送されるべき固形物が混在した液体の切粉搬送式濾過装置には全て適用できることになる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ヒンジコンベアを含む切粉搬送手段と、回転駆動される濾過ドラムとを設けた切粉搬送式濾過装置を安価に構成することができる。
【００４１】
また、上記効果に加えて限られた設置面積に設置された設置現場での、濾過ドラムの濾過フィルターの交換及び点検作業を容易に行なうことができる切粉搬送式濾過装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の切粉搬送式濾過装置の要部を破断した正面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図３】図１のＹ−Ｙ線矢視断面図である。
【図４】図１のＺ−Ｚ線矢視断面図である。
【図５】濾過ドラムの液面調整労２０の外観斜視図である。
【図６】ヒンジコンベアの外観斜視図である。
【符号の説明】
１ 切粉搬送式濾過装置
２ 槽本体
２ａ濾過前濾過液貯蔵槽
２ｂ濾過後濾過液貯蔵槽
３ 投入口
４ 液面
５ ヒンジ部材
６ 排出口
７ 切粉回収箱
８ チェーンスプロケット
９ 掻揚げ部材
１０ 濾過ドラム
１１ 洗浄用噴射管
１２ 回転軸
１３ 下流側対流用の噴射管
１４ 上流側対流用の噴射管
１５ チェーンホイール
１６ ブラシ
１７ 開口部
１８ 開口部
１９ チェーン
２０ 液面調整槽
２１ 液面調整板
２２ チェーンガイド
２３ 調整ボルト
２４ チェーンスプロケット
２５ Ｖシール
２６ 開口部
２７ ベアリング
２８ 濾過フィルター
４０ 濾過後液面
Ｇ 切粉
【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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