(57)【要約】【課題】遠心作用を利用した異物除去装置において、浄化槽（11）内における単位容積あたりの異物捕捉量を増大させることにより、浄化槽（11）を従来よりもコンパクトにして、異物除去装置の小型化を図る。【解決手段】異物除去装置における浄化槽（11）の底板（14）に、遠心作用によって分離された異物を壁面で捕捉する複数の筒状壁（4）を立設して、この筒状壁（4）間に形成される空間に汚濁液（8）が流れる旋回流路（12）を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽体（11）と、該槽体（11）を中心軸回りに自転させる駆動機構（30）とを備え、
異物を含む汚濁液（8）が上記槽体（11）内に流入するとともに、該槽体（11）の自転による遠心作用によって汚濁液（8）から異物を分離して浄化液（9）を生成する異物除去装置であって、
上記槽体（11）の上端開口を閉塞する天板（13）と、該天板（13）を貫通するように取り付けられ、該槽体（11）内へ汚濁液（8）を流入させる流入管（5）と、該流入管（5）から流入した汚濁液（8）を該槽体（11）内の周縁部へ案内する案内板（7）と、該案内板（7）で周縁部へ案内された汚濁液（8）を該槽体（11）の中心軸回りに旋回させながら槽体（11）内の中央部へと導く旋回流路（12）と、該槽体（11）内の底部（14）を貫通するように取り付けられ、該旋回流路（12）から流出した浄化液（9）を上記中央部から外部へ流出させる流出管（6）とを備え、
上記槽体（11）内の底部（14）には、遠心作用によって分離された異物を壁面で捕捉する壁体（4）が立設され、立設された壁体（4）間に形成される空間が、上記旋回流路（12）を形成することを特徴とする異物除去装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記壁体は、上記槽体（11）の周縁部から中央部へ向かって同心円状に配列された複数の筒状壁（4）で構成され、各筒状壁（4）には、該筒状壁（4）の両側に形成された空間を連通する連通孔（3）が設けられていることを特徴とする異物除去装置。
【請求項３】
請求項１において、
上記壁体は、上記槽体（11）の周縁部から中央部へ向かって渦巻状に延びる渦巻壁（21）で構成されていることを特徴とする異物除去装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１つにおいて、
上記案内板（7）は、立設した壁体（4）により形成された旋回流路（12）の上端開口部を閉塞するように取り付けられていることを特徴とする異物除去装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１つにおいて、
上記槽体（11）に取り付けられた流入管（5）又は流出管（6）が、上記槽体（11）の中心軸上に配置され、上記槽体（11）を中心軸回りに自転させる駆動軸を構成することを特徴とする異物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物除去装置に関し、特に、汚濁液から異物を除去する手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、工作機械から排出された使用済みのクーラント等の汚濁液に含まれる異物を分離除去して、汚濁液を浄化する異物除去装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された異物除去装置は、汚濁液が流入する有底状の筒体である浄化槽を備えている。この浄化槽の底面には回転軸が取り付けられており、この回転軸を回転させることにより、該浄化槽が自転するように構成されている。そして、該浄化槽の自転により発生した遠心力によって、上記浄化槽内にある汚濁液の異物を、径方向外方へ向かって移動させ、該浄化槽の内周面で捕捉する。このように、浄化槽の自転による遠心作用を利用して、汚濁液から異物を分離することにより、該汚濁液を浄化している。
【特許文献１】特開２００４−２９８８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の異物除去装置は、上述したように、遠心方向に移動する異物を浄化槽の内周面で捕捉している。したがって、異物の捕捉量を増やすためには、浄化槽のサイズを大きくして、浄化槽の内周面の面積を増やす必要がある。しかしながら、この内周面の面積を増やすために浄化槽を大きくすると、この浄化槽を収納する異物除去装置も大きくならざるを得ない。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、遠心作用を利用した異物除去装置において、浄化槽内における単位容積あたりの異物捕捉量を増大させることにより、該浄化槽を従来よりもコンパクトにして、異物除去装置の小型化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、槽体（11）と、該槽体（11）を中心軸回りに自転させる駆動機構（30）とを備え、異物を含む汚濁液（8）が上記槽体（11）内に流入するとともに、該槽体（11）の自転による遠心作用によって汚濁液（8）から異物を分離して浄化液（9）を生成する異物除去装置を前提としている。
【０００７】
そして、上記異物除去装置における槽体（11）の上端開口を閉塞する天板（13）と、該天板（13）を貫通するように取り付けられ、該槽体（11）内へ汚濁液（8）を流入させる流入管（5）と、該流入管（5）から流入した汚濁液（8）を該槽体（11）内の周縁部へ案内する案内板（7）と、該案内板（7）で周縁部へ案内された汚濁液（8）を該槽体（11）の中心軸回りに旋回させながら槽体（11）内の中央部へと導く旋回流路（12）と、該槽体（11）内の底部（14）を貫通するように取り付けられ、該旋回流路（12）から流出した浄化液（9）を上記中央部から外部へ流出させる流出管（6）とを備え、上記槽体（11）内の底部（14）には、遠心作用によって分離された異物を壁面で捕捉する壁体（4）が立設され、立設された壁体（4）間に形成される空間が、上記旋回流路（12）を形成することを特徴としている。
【０００８】
第１の発明では、上記流入管（5）から槽体（11）内に流入した汚濁液（8）が、案内板（7）により、上記槽体（11）内の周縁部へ案内される。そして、周縁部へ案内された汚濁液（8）が、壁体（4）で形成された旋回流路（12）へ流入する。該旋回流路（12）に流入した汚濁液（8）は、壁体（4）に沿って該槽体（11）の中心軸回りに旋回しながら、該槽体（11）内の中央部へ向かう。
【０００９】
ここで、該旋回流路（12）を流れる汚濁液（8）には、上記槽体（11）の自転による遠心力が作用する。この遠心力は、中心軸回りに旋回する汚濁液（8）の流れ方向に対して直交する方向、つまり径方向外方へ向かって作用する。したがって、汚濁液（8）に含まれる異物は、この遠心力によって径方向外方へ向かって移動し、該遠心方向にある上記壁体（4）に捕捉される。その結果、汚濁液（8）が浄化されて浄化液（9）となって槽体（11）内の中央部へ流れる。中央部へ流れた浄化液（9）は、上記流出管（6）を通過して槽体（11）外へ流出する。このように、槽体（11）内に旋回流路（12）を設けることにより、異物を捕捉する壁体（4）の面積を従来よりも拡大することができる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、上記壁体は、上記槽体（11）の周縁部から中央部へ向かって同心円状に配列された複数の筒状壁（4）で構成され、各筒状壁（4）には、該筒状壁（4）の両側に形成された空間を連通する連通孔（3）が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
第２の発明では、複数の筒状壁（4）を同心円状に配置することによって、各筒状壁（4）間に複数の環状の流路を形成することができ、更に該筒状壁（4）に連通孔（3）を設けることによって、隣り合う環状の流路同士を連通することができる。そして、複数の環状の流路と連通孔（3）とにより、上記旋回流路（12）を形成することができる。この旋回流路（12）を外周側から内周側へ汚濁液（8）が流れる。
【００１２】
第３の発明は、第１の発明において、上記壁体は、上記槽体（11）の周縁部から中央部へ向かって渦巻状に延びる渦巻壁（21）で構成されていることを特徴としている。
【００１３】
第３の発明では、上記渦巻壁（21）を設けることにより、該渦巻壁（21）の壁間に上記旋回流路（12）を形成することができる。この旋回流路（12）を外周側から内周側へ汚濁液（8）が流れる。
【００１４】
第４の発明は、第１から第３の何れか１つの発明において、上記案内板（7）は、立設した壁体（4）により形成された旋回流路（12）の上端開口部を閉塞するように取り付けられていることを特徴としている。
【００１５】
第４の発明では、上記案内板（7）は、槽体（11）内に流入した汚濁液（8）を周縁部に案内するだけでなく、旋回流路（12）の上端開口部から該旋回流路（12）内に、汚濁液（8）を流入させないようにすることができる。つまり、上記案内板（7）と、上記旋回流路（12）の上端開口部を閉塞する閉塞部材とを一体化することができる。
【００１６】
第５の発明は、第１から第４の何れか１つの発明において、上記槽体（11）に取り付けられた流入管（5）又は流出管（6）が、上記槽体（11）の中心軸上に配置され、上記槽体（11）を中心軸回りに自転させる駆動軸を構成することを特徴としている。
【００１７】
第５の発明では、上記槽体（11）に取り付けられた流入管（5）又は流出管（6）を、槽体（11）を自転させるための駆動軸として構成することにより、個別に駆動軸を設けることなく、該槽体（11）を自転させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、上記槽体（11）内に、上記旋回流路（12）を設けることにより、異物を捕捉する壁体（4）の面積を拡大することができる。この壁体（4）の面積が拡大すれば、槽体（11）内における単位容積あたりの異物捕捉量が増大するので、同程度の捕捉量を有する装置であれば、槽体（11）を従来よりもコンパクトにできる。したがって、上記槽体（11）を収納する異物除去装置（1）の小型化を図ることができる。又、従来と同じ大きさの装置であれば、異物の捕捉性能を向上することができる。
【００１９】
また、上記第２の発明によれば、上記連通孔（3）を有する複数の筒状壁（4）を、槽体（11）の中心部から周縁部に向かって同心円状に立設することにより、上記旋回流路（12）を形成することができる。尚、上記連通孔（3）を筒状壁（4）の側面端部に形成するとともに、この連通孔（3）が下側に位置する第１姿勢の筒状壁（4a）と、該第１姿勢の筒状壁（4a）を倒置させた第２姿勢の筒状壁（4b）とを交互に配置するのが好ましい。このように配置すれば、各連通孔（3）が一列に並ぶことがないので、旋回流路（12）に流入した汚濁液（8）がそのまま中央部に流出してしまうのを防止することができる。
【００２０】
また、上記第３の発明によれば、上記渦巻壁（21）を立設することにより、上記旋回流路（12）を構成することができる。尚、上記渦巻壁（21）を設ける場合には、汚濁液が自然に渦巻壁（21）の外周側開口に流れ込む方向に配置するのが好ましい。これにより、スムーズに旋回流路（12）内に汚濁液（8）を流入することができる。
【００２１】
また、上記第４の発明によれば、槽体（11）内に流入した汚濁液（8）を周縁部に案内する案内板（7）と、上記旋回流路（12）の上端開口部を閉塞する閉塞部材とを一体化することができる。そして、この一体化により、案内板（7）と閉塞部材とを個別に配置しなくてもよいので、案内板（7）と閉塞部材とを個別に配置する場合に比べて低コストで槽体（11）を製作することができる。
【００２２】
また、上記第５の発明によれば、上記槽体（11）に取り付けられた流入管（5）又は流出管（6）が、該槽体（11）を中心軸回りに自転するための駆動軸を構成する。つまり、槽体（11）を自転させるための駆動軸を、該槽体（11）に個別に取り付けることなく、該槽体（11）を自転させることができる。したがって、上記異物除去装置の構成を複雑にすることなく、槽体（11）を自転させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
本実施形態の異物除去装置(1)は、工作機械から排出された使用済みの汚濁液（8）に含まれる異物を遠心分離して、汚濁液（8）から浄化液（9）を生成するものである。
【００２５】
図１は、異物除去装置(1)の概略外形図である。図１に示すように、上記異物除去装置(1)は、本体部（10）と該本体部（10）を中心軸回りに自転させる回転駆動部（駆動機構）（30）とを備えている。
【００２６】
〈本体部〉
図２は上記本体部（10）の縦断面図を示し、図３は図２のIII−III断面図を示している。上記本体部（10）は、図２に示すように、浄化槽（槽体）（11）と汚濁液入口管（流入管）（5）と浄化液出口管（流出管）（6）とを備えている。
【００２７】
上記浄化槽（11）は、両端が開口した筒状の胴体と、該胴体の上端開口を閉塞する天板（13）と、該胴体の下端開口を閉塞する底板（底部）（14）により縦長状の容器に構成されている。そして、この天板（13）の中心に上記汚濁液入口管（5）が、浄化槽（11）の底板（14）の中心に上記浄化液出口管（6）がそれぞれ貫通して設けられている。ここで、上記浄化液出口管（6）における浄化槽（11）への挿入方向の先端側には矩形状の切欠きが形成されている。又、上記浄化液出口管（6）における切欠き側の先端には、上記浄化槽（11）内に設けられた異物分離部（15）の閉塞板（案内板）（7）が取り付けられている。尚、異物分離部（15）は本発明の特徴であり、詳しく後述する。そして、上記矩形状の切欠きが、異物が除去された浄化液（9）を上記浄化槽（11）から上記浄化液出口管（6）へ流出させるための開口部（2）を構成する。
【００２８】
上記浄化槽（11）内には、上述したように、本発明の特徴である異物分離部（15）が収納されている。上記異物分離部（15）は、図２に示すように、上記浄化槽（11）の底板（14）に立設した複数の筒状壁（4）と、該筒状壁（4）の上部開口を閉塞する閉塞板（7）とを備えている。
【００２９】
各筒状壁（4）は、遠心分離された異物を捕捉する壁面で形成されている。又、どちらか一方の筒端の一部には、上記浄化液出口管（6）と同様に矩形状の切欠きが形成されている。そして、図３に示すように、上記浄化槽（11）内の周縁部から中央部へ向かって同心円状に、且つ上記切欠きが形成された筒端が下側に位置する第１姿勢の筒状壁（4a）と、該第１姿勢の筒状壁（4a）を倒置させた第２姿勢の筒状壁（4b）とが交互に、配置されている。つまり、隣り合う筒状壁（4a,4b）同士で切欠きが上下交互となる。
【００３０】
ここで、第１姿勢の筒状壁（4a）における下側の切欠きが下側開口部（3a）を構成し、第２姿勢の筒状壁（4b）における上側の切欠きが上側開口部（3b）を構成する。尚、上側開口部（3b）と下側開口部（3a）が、上記筒状壁（4）の両側に形成された上記環状の流路同士を連通する連通孔を構成する。そして、このように同心円状に複数の筒状壁（4）を配置することによって、各筒状壁（4）間に汚濁液（8）が流れる複数の環状の流路が形成される。
【００３１】
上記閉塞板（7）は、上述したように、該筒状壁（4）の上部開口を閉塞するとともに、上記汚濁液入口管（5）から流入する汚濁液（8）を、上記浄化槽（11）内の周縁部に案内する案内板を構成する。
【００３２】
〈回転駆動部〉
上記回転駆動部（30）は、図１に示すように、電動機（34）と電動機側プーリ（32）と本体側プーリ（31）と伝動ベルト（33）とを備えている。上記電動機（34）は、上記本体部（10）を自転させるためのトルクを発生するものであり、該電動機（34）の軸には電動機側プーリ（32）が取り付けられている。一方、上記本体部（10）の浄化液出口管（6）は、上記浄化槽（11）内の浄化液（9）を流出させるものであるとともに、上記浄化槽（11）を自転させるための駆動軸を構成している。そして、この駆動軸には、本体側プーリ（31）と該駆動軸を支持する軸受（35）とが取り付けられている。又、上記電動機側プーリ（32）と本体側プーリ（31）との間には伝動ベルト（33）が巻き付けられている。
【００３３】
−運転動作−
次に、上記異物除去装置(1)の運転動作について説明する。
【００３４】
まず、上記電動機（34）を起動すると、該電動機（34）の軸とともに、上記電動機側プーリ（32）が軸回りに回転する。この電動機側プーリ（32）の回転は、伝動ベルト（33）を介して本体側プーリ（31）に伝えられ、浄化液出口管（6）の管軸回りに上記浄化槽（11）が自転を開始する（図１のＡ方向）。
【００３５】
この浄化槽（11）に、上記汚濁液入口管（5）から汚濁液（8）が流入する。流入した汚濁液（8）は、上記異物分離部（15）の閉塞板（7）の外面に衝突するとともに、該外面に沿って浄化槽（11）内の周縁部に案内される。そして、周縁部へ案内された汚濁液（8）は、上記異物分離部（15）を構成する最外周の第１姿勢の筒状壁（4a）の下側開口部（3a）から旋回流路（12）に流入する。該旋回流路（12）に流入した汚濁液（8）は、旋回流路（12）に沿って浄化槽（11）の中心軸回りに旋回する。ここで、該旋回流路（12）を流れる汚濁液（8）には、上記浄化槽（11）の自転による遠心力が作用する。この遠心力は、汚濁液（8）の流れ方向に対して直交する方向、即ち径方向外方に作用する。
【００３６】
汚濁液（8）に含まれる異物は、この遠心力によって径方向外方へ向かって移動し、該遠心方向にある上記筒状壁（4）の壁面に捕捉される。そして、異物が捕捉された汚濁液（8）は、最外周の第１姿勢の筒状壁（4a）の内側に隣接する第２姿勢の筒状壁（4b）の上側開口部（3b）を通過して、内側に隣接する旋回流路（12）に流入する。この内側に隣接する旋回流路（12）においても、汚濁液（8）に含まれる異物は、上記遠心力によって径方向外方へ向かって移動し、該遠心方向にある上記筒状壁（4）の壁面に捕捉される。
【００３７】
そして、上記汚濁液入口管（5）から流入する汚濁液（8）に押されて、該汚濁液（8）が旋回流路（12）に沿って流れるとともに、上側開口部（3b）及び下側開口部（3a）を通過して、その内側にある旋回流路（12）へ移動しながら上記筒状壁（4）の中心部に近づく。そして、筒状壁（4）の中心部へ流出するまでの間に、汚濁液（8）に含まれる異物は取り除かれて浄化液（9）となる。上記筒状壁（4）の中心部に流出した浄化液（9）は、浄化液出口管（6）の上記開口部（2）から該浄化液出口管（6）に流入し、該浄化液出口管（6）を通過して浄化槽（11）の外側へ流出する。
【００３８】
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、上記浄化槽（11）内に旋回流路（12）を有する異物分離部（15）を設けることにより、異物を捕捉する壁面の面積を従来よりも拡大することができる。この面積が拡大すれば、浄化槽（11）内における単位容積あたりの異物捕捉量が増大するので、浄化槽（11）を従来よりもコンパクトにできる。したがって、上記浄化槽（11）を収納する異物除去装置（1）の小型化を図ることができる。
【００３９】
又、複数の筒状壁（4）を、上記浄化槽（11）内の中心部から周縁部に向かって同心円状に立設することにより、上記旋回流路（12）を形成することができる。ここで、第１姿勢の筒状壁（4a）と第２姿勢の筒状壁（4b）とを交互に立設しているので、下側開口部（3a）と上側開口部（3b）とが対向することがない。したがって、旋回流路（12）に流入した汚濁液（8）がそのまま中央部に流出してしまうのを防止することができる。
【００４０】
又、上記閉塞板（7）は、上記筒状壁（4）の上部開口を閉塞するとともに、上記汚濁液入口管（5）から流入する汚濁液（8）を、上記浄化槽（11）の周縁部に案内する案内板（7）を構成する。この構成により、閉塞板（7）と案内板とを個別に設ける必要がないので、低コストで浄化槽（11）を製作することができる。
【００４１】
又、上記本体部（10）の浄化液出口管（6）は、上記浄化槽（11）内の浄化液（9）を流出するものであると同時に、上記浄化槽（11）を自転させるための駆動軸を構成している。この構成により、上記駆動軸を個別に設ける必要がないので、上記異物除去装置（1）の構成を複雑にすることなく、浄化槽（11）を自転させることができる。
【００４２】
又、上記浄化槽（11）内に旋回流路（12）を設けるとともに、浄化液出口管（6）の開口部（2）を浄化槽（11）内の上部空間に位置させることにより、上記浄化槽（11）の自転が何らかの原因で停止した場合であっても、壁面から剥がれ落ちた異物が直接、浄化液出口管（6）から流出しにくくできる。
【００４３】
−実施形態の変形例−
実施形態の変形例では、上記浄化槽（11）の底板（14）に立設された複数の筒状壁（4）の代わりに、渦巻壁（21）が設けられている。図４は、この渦巻壁（21）が設けられた本体部（20）の縦断面図を示し、図５は図４のＶ−Ｖ断面図を示している。
【００４４】
図４に示すように、上記渦巻壁（21）は、上記浄化槽（11）の周縁部から中央部へ向かって渦巻状に連続して延びる壁面体であり、該壁面体は、本実施形態の筒状壁（4）と同様に、遠心分離された異物を捕捉する壁面で構成されている。そして、この渦巻壁（21）は、渦巻きの中心と上記浄化槽（11）の中心とが一致するように配置されるとともに、汚濁液（8）が自然に渦巻壁（21）の外周側開口に流れ込む方向に設けられている。
【００４５】
この変形例によれば、上記渦巻壁（21）を浄化槽（11）の底面に立設することにより、渦巻壁（21）の壁間に旋回流路（12）を構成することができる。この旋回流路（12）には、浄化槽（11）の周縁部に位置する入口部（12b）と、中心部に位置する出口部（12a）とが形成されている。そして、閉塞板（7）により周縁部に案内された汚濁液（8）が、この入口部（12b）から旋回流路（12）内に流入し、出口部（12a）から流出するまでの間に、汚濁液（8）に含まれる異物は取り除かれて浄化液（9）となる。
【００４６】
又、この渦巻壁（21）は、汚濁液（8）が自然に渦巻壁（21）の外周側開口に流れ込む方向に設けられているので、渦巻き方向と、浄化槽（11）の自転方向とが同方向となるように設ける場合と比べて、スムーズに旋回流路（12）内に汚濁液（8）を流入することができる。
【００４７】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００４８】
上記実施形態では、上記浄化槽（11）を自転するための駆動軸を構成する浄化液出口管（9）が垂直方向に位置しているが、該浄化槽（11）は容器を構成しているため、上記本体部（10）を浄化液出口管（9）が水平方向となる向きに配置してもよい。これにより、異物除去装置（1）に本体部（10）を配置する場合の自由度が向上する。
【００４９】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上説明したように、本発明は、汚濁液から異物を分離して浄化液を生成する異物除去装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係る異物除去装置の概略外形図である。
【図２】本発明の実施形態に係る異物除去装置の本体部の縦断面図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】実施形態の変形例に係る異物除去装置の本体部の縦断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
1  異物除去装置
4  筒状壁
5  汚濁液入口管（流入管）
6  浄化液出口管（流出管）
7  閉塞板（案内板）
8  汚濁液
9  浄化液
10  本体部
11  浄化槽（槽体）
12  旋回流路
15  異物分離部
30  回転駆動部（駆動機構）
【図１】
2009028592.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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