(57)【要約】【課題】工作機械における部品の切削加工時に発生する粒径約０．１〜１０ミクロンの大きさのオイルミストの捕集に適するフィルタ装置を提供すること。【解決手段】ケース２の底部の中心に排気口４を形成すると共に排気口４から外方に延びる排気管５を設け、ケース２の側部８にミストを含む空気を導入する吸気口１０を設け、第１ホルダー２５を排気口４を囲むようにケース２内に立設し、第１ホルダー２５と同心状に第２ホルダー３８と第３ホルダー４０を配置し、メッシュ１〜０．１μｍの襞状不織布により形成した第１フィルタ３１を第１ホルダー２５の外側に、メッシュ３〜５μｍの襞状不織布により形成した第２フィルタ３８を第２ホルダー３５の外側に、メッシュ３０〜５０μｍの襞状不織布により形成した第３フィルタ４３を第３ホルダー４０の外側に夫々装着するように設け、排気管５を吸入手段の吸込み側に取り付けるようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方の開口部にカバーを被着したケースの底部の中心に排気口を形成すると共に当該排気口から外方に延びる排気管を設け、そのケースの側部にミストを含む空気を導入する吸気口を設け、多数の透孔が周部に形成された筒形の第１ホルダーを前記排気口を囲むように該ケース内に立設し、その第１ホルダーと同心状に第２ホルダーと第３ホルダーを配置し、メッシュ１〜０．１μｍの襞状不織布により筒形に形成された第１フィルタを第１ホルダーの外側に、メッシュ３〜５μｍの襞状不織布により筒形に形成された第２フィルタを第２ホルダーの外側に、メッシュ３０〜５０μｍの襞状不織布により筒形に形成された第３フィルタを第３ホルダーの外側に夫々装着するように設け、前記排気管を吸入手段の吸込み側に取り付けるように構成したことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
前記第３フィルタに代えて、メッシュ３０〜５０μｍ、厚さ１０ｍｍの不織布からなるデミスタ材を前記第３ホルダーの外側に２〜３回巻くように設けたことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記ケースの底部にドレン口を設け、そのドレン口にドレンタンクを付設したことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
上方の開口部にカバーを被着したケースの底部の中心に排気口を形成すると共に当該排気口から外方に延びる排気管を設け、そのケースの側部にミストを含む空気を導入する吸気口を設け、多数の透孔が周部に形成された筒形のホルダーを前記排気口を囲むように該ケース内に立設し、メッシュ１〜０．１μｍの襞状不織布により筒形に形成されたフィルタを該ホルダーの外側に装着し、そのフィルタの襞の外周面に、メッシュ１〜０．１μｍの所定厚さの極細繊維電石不織布からなる１枚又は複数枚のデミスタ材をほぼ沿うように巻装し、さらに、隣り合う各デミスタ材間の窪んだ箇所にプラスチック製網板部材を挿入してその上から押えバンドを装着するように設け、前記排気管を吸入手段の吸込み側に取り付けるように構成したことを特徴とするフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械における部品の切削加工時に発生する粒径約０．１〜１０ミクロンの大きさのオイルミストの捕集に適するフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マシニングセンタ、ＣＮＣ旋盤等の工作機械では、密閉された加工室内でプログラムに基づいて自動的に作動する切削工具によって金属材料によりなる被加工物に穴あけ、ネジ切り、研削等の加工を施し、加工時に切削液から発生するオイルミストを加工室に付設されたミスト捕集装置により捕集するように構成されている。かかる用途に用いられるミスト捕集装置については、フィルタ方式、デミスタ方式、衝突板方式、電気集塵方式等の各種構造のものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、モータ装置によりフィルタを回転させることによりケース内に吸引される空気中の粒径が１ミクロン程度の微細なオイルミストを除去することができるミスト類の捕集装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、分離タンク内の主軸に、円盤型回転ブラシとミストを遠心力によって振り切る振り切り部材を固定し、タンク内の下方に配置したサイクロンに吸入手段を連結したミスト捕集装置が開示されている。
【０００５】
工作機械における部品の切削加工時に発生するオイルミストは、粒径約０．１〜１ミクロンの微細な大きさであるため、これを完全に回収することは困難とされている。何れにしても、発生したミスト類を効率的に処理しなければ、作業環境の快適化や作業者の健康面での安全を図ることは困難であると言えよう。
【特許文献１】特開２００６−３１４８７８号公報
【特許文献２】特開２００６−１９２３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、工作機械における部品の切削加工時に発生する粒径約０．１〜１０ミクロンの大きさのオイルミストの捕集に適するフィルタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために請求項１に記載した発明は、上方の開口部にカバーを被着したケースの底部の中心に排気口を形成すると共に当該排気口から外方に延びる排気管を設け、そのケースの側部にミストを含む空気を導入する吸気口を設け、多数の透孔が周部に形成された筒形の第１ホルダーを前記排気口を囲むように該ケース内に立設し、その第１ホルダーと同心状に第２ホルダーと第３ホルダーを配置し、メッシュ１〜０．１μｍの襞状不織布により筒形に形成された第１フィルタを第１ホルダーの外側に、メッシュ３〜５μｍの襞状不織布により筒形に形成された第２フィルタを第２ホルダーの外側に、メッシュ３０〜５０μｍの襞状不織布により筒形に形成された第３フィルタを第３ホルダーの外側に夫々装着するように設け、前記排気管を吸入手段の吸込み側に取り付けるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
同様の目的を達成するために請求項２に記載した発明は、請求項１に記載のフィルタ装置において、前記第３フィルタに代えて、メッシュ３０〜５０μｍ、厚さ１０ｍｍの不織布からなるデミスタ材を前記第３ホルダーの外側に２〜３回巻くように設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
同様の目的を達成するために請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載のフィルタ装置において、前記ケースの底部にドレン口を設け、そのドレン口にドレンタンクを付設したことを特徴とするものである。
【００１０】
同様の目的を達成するために請求項４に記載した発明は、上方の開口部にカバーを被着したケースの底部の中心に排気口を形成すると共に当該排気口から外方に延びる排気管を設け、そのケースの側部にミストを含む空気を導入する吸気口を設け、多数の透孔が周部に形成された筒形のホルダーを前記排気口を囲むように該ケース内に立設し、メッシュ１〜０．１μｍの襞状不織布により筒形に形成されたフィルタを該ホルダーの外側に装着し、そのフィルタの襞の外周面に、メッシュ１〜０．１μｍの所定厚さの極細繊維電石不織布からなる１枚又は複数枚のデミスタ材をほぼ沿うように巻装し、さらに、隣り合う各デミスタ材間の窪んだ箇所にプラスチック製網板部材を挿入してその上から押えバンドを装着するように設け、前記排気管を吸入手段の吸込み側に取り付けるように構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
（請求項１の発明）
このフィルタ装置は、ルーツ式ブロワ等の真空度−３〜−３０ｋＰａを有する吸入手段の吸込み側に取り付ける構造であり、工作機械における部品の切削加工時に発生する粒径約０．１〜１０ミクロンの大きさのオイルミストの捕集を効率的に行なうことができ、フィルタの清掃や交換作業等の保守管理が行ない易い。
【００１２】
（請求項２の発明）
このフィルタ装置は、請求項１に記載の第３フィルタに代えて、メッシュ３０〜５０μｍ、厚さ１０ｍｍの不織布からなるデミスタ材を第３ホルダーの外側に巻装する構成としており、特に油分の多いミストの捕集に効果を有する。
【００１３】
（請求項３の発明）
このフィルタ装置は、ケースの底部に設けたドレン口にドレンタンクを備えており、ドレンタンクに貯まるドレンを適時に回収できるので利便性がよい。
【００１４】
（請求項４の発明）
このフィルタ装置は、フィルタの襞の外周面に極細繊維電石不織布からなデミスタ材を巻装する簡素な構造の採用により小型化を図ることができ、工作機械における部品の切削加工時に発生する粒径約０．１〜１０ミクロンの大きさのオイルミストの捕集を効率的に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の最良の形態例を図面に基づいて説明する。図１は第１実施形態のフィルタ装置の縦断側面図、図２は同、横断面図、図３は同、要部を断面にして示す斜視図、図４は第１実施形態のフィルタ装置の捕集性能を示すグラフ、図５は第２実施形態のフィルタ装置の縦断側面図、図６は同、横断面図、図７は第１フィルタとデミスタ材の一部を示す説明図、図８は第１フィルタに対するデミスタ材の固定状態を示す説明図、図９は第２実施形態のフィルタ装置の捕集性能を示すグラフである。
【００１６】
（第１実施形態例）
本発明に係る第１実施形態のフィルタ装置１は、ルーツ式ブロワ等の真空度−３〜−３０ｋＰａを有する吸入手段の吸込み側に装着されるものである。
図１において、このフィルタ装置１のケース２は、上方が開放された有低円筒形とされ、その底部３の中心に排気口４を形成すると共に当該排気口４から外方に延びる排気管５を一体に設けている。６は排気管５の先端に一体に設けられた取り付けのためのフランジ、７は底部３の適宜位置に形成したドレン口である。ケース２の側部８には、ミストを含む空気を導入する吸気口１０が形成された吸気管１１を横向きに設ける。１２は吸気管１１の先端に一体に設けられた取り付けのためのフランジ、１３は吸気管１１に設けられた真空ゲージの取り付け口である。
【００１７】
なお、ケース２の側部８については、底部３と一体に設ける構成に限らず、別体構成とすることもできる。
【００１８】
１５はケース２の側部８の外周に等角度間隔に設けられた数個の支持突部、１６は各支持突部１５に起立可能に設けられたボルトである。ケース２の開口部２ａには、リング形パッキン１９が装着されている。その開口部２ａに被着された円形のカバー２１は、前記ボルト１６に夫々対応するように設けられた同数個の係止片２２に前記ボルト１６を通して蝶ナット１７により締め付けるように設けられている。
【００１９】
２５は多数の小径の透孔２６が周部に形成された円筒形の第１ホルダーである。第１ホルダー２５はケース２の側部８よりも少し低い高さに設けられていて、前記排気口４を囲むようにケース２内に立設されている。第１ホルダー２５の外側には、メッシュ１〜０．１μｍの襞状不織布により円筒形に形成された第１フィルタ３１を装着し、排気口４の中央に一体に形成されたブリッジ４ａに立設した支持ボルト２７に中央部を通した円板形状のカバー２８を蝶ナット２９で締め付けて固定されている。また、第１フィルタ３１とケース２の底部３との間、及び第１フィルタ３１とカバー２８との間には、薄い厚さのリング形パッキン３０ａ，３０ｂを介在させている。
【００２０】
第２ホルダー３５と第３ホルダー４０は、第１ホルダー２５を中心として同心状に順に配置されており、何れもケース２の側部８とほぼ同じ高さに設けられている。図３に示すように、円筒形の第２ホルダー３５の周部には、多数の小径の透孔３６が形成されている。同様に、円筒形の第３ホルダー４０の周部には、多数の小径の透孔４１が形成されている。３２はケース２の底部３に設けられた第２ホルダー３５の位置決め用突起であり、同ホルダー３５の内面よりも少し中心寄りの４箇所に配置されている。同様に、３３は第２ホルダー３５の位置決め用突起である。
【００２１】
第２ホルダー３５の外側には、メッシュ３〜５μｍの襞状不織布により円筒形に形成された第２フィルタ３８を装着し、第３ホルダー４０の外側には、メッシュ３０〜５０μｍの襞状不織布により円筒形に形成された第３フィルタ４３を装着するように設ける。
【００２２】
第２フィルタ３８とケース２の底部３との間、及び第２フィルタ３８とカバー２１との間には、薄い厚さのリング形パッキン３７ａ，３７ｂを介在させている。同様に、第３フィルタ４３とケース２の底部３との間、及び第３フィルタ４３とカバー２１との間には、薄い厚さのリング形パッキン４２ａ，４２ｂを介在させている。
【００２３】
前記ドレン口７には、第１コック４５を介してドレンタンク４６を付設する。ドレンタンク４６の出口には第２コック４７を設ける。
これにより、本発明に係る第１実施形態のフィルタ装置１が構成される。
【００２４】
なお、第３フィルタ４３はメッシュ３０〜５０μｍの襞状不織布により円筒形に形成された形態とされているが、これに代えて、メッシュ３０〜５０μｍ、厚さ１０ｍｍの不織布からなるデミスタ材を第３ホルダー４０の外側に２〜３回巻くように設ける構成とすることもできる。
【００２５】
（実験１）
第１実施形態のフィルタ装置１をルーツ式ブロワの吸込み側に取付け、オイルミストの捕集性能について下記条件にて実験を行なった。その結果を図４のグラフに示す。
オイルミスト（塩素系軽質オイルを使用）の発生量：５〜１５ｍｇ／ｍ３
実験室（オートマチックマシンのワークルーム）の大きさ：２．５ｍ３
ルーツ式ブロワの性能
排気量：４．３ｍ３／ｍｉｎ
真空圧：−２．０ｋＰａ
吸込み口径：８０ｍｍ
回転数：１８００ｒｐｍ
モータ出力：３．７ｋＷ
【００２６】
実験の結果、ルーツ式ブロワから排出されるミストの濃度は、０．０１ｍｇ／ｍ３で安定して推移していた。なお、前述した第３フィルタを上記デミスタ材に変更したものについても実験を行なったが、第３フィルタを使用したものと同様の結果が得られた。また、ワークルームの大きさに対する回収空気量に関しては、当該ルームの容量の約２倍の量が必要であると考えられる。回収空気量の割合が多い場合には、排気が工場内に拡散して作業環境を悪化させる要因ともなるので、注意を要する。
【００２７】
（第２実施形態例）
本発明に係る第２実施形態のフィルタ装置５１は、ワークルームの大きさが２ｍ３以下の場合に適するものであり、前述した第１実施形態のフィルタ装置１とはフィルタ部分の構成が異なるが、それ以外のケースやドレンタンク等の構成については同様の構成とされている。よって、それと同一構成部分については、同フィルタ装置１の説明に用いた符号を流用して図面に記載して説明を省略する。
【００２８】
５５は多数の透孔５６を有するパンチングメタル等の素材を使用して円筒形に形成したホルダーである。図５に示すように、ホルダー５５は前記ケース２の側部８よりも少し低い高さに設けられていて、前記排気口４を囲むようにケース２内に立設されている。ホルダー５５の外側には、メッシュ１〜０．１μｍの襞状不織布により円筒形に形成されたフィルタ６０が装着されている（図６）。
【００２９】
図６〜図８に示すように、フィルタ６０の襞６１の外周面には、メッシュ１〜０．１μｍの所定厚さ（約１ｍｍ）の極細繊維電石不織布からなる１枚又は複数枚、この実施例では３枚のデミスタ材６３をほぼ沿うように巻装している。さらに、隣り合う各デミスタ材６３，６３間の窪んだ箇所には、プラスチック製網板部材６５を夫々挿入してその上から押えバンド７０を装着している。
【００３０】
ホルダー５５は、前記支持ボルト２７に中央部を通した円板形状のカバー２８を蝶ナット２９で締め付けて固定されている。また、フィルタ６０とケース２の底部３との間、及びフィルタ６０とカバー５７との間には、薄い厚さのリング形パッキン５９ａ，５９ｂを介在させている。
これにより、本発明に係る第２実施形態のフィルタ装置５１が構成される。
【００３１】
なお、デミスタ材６３としての極細繊維電石不織布については、市販品［東レ（株）の「トレミクロン」（登録商標）を用いた。
【００３２】
（実験２）
第２実施形態のフィルタ装置５１をルーツ式ブロワの吸込み側に取付け、オイルミストの捕集性能について下記条件にて実験を行なった。
なお、オイルミストの発生量、実験室の大きさについては実験１の場合と同じとした。実験結果を図９のグラフに示す。
ルーツ式ブロワの性能
排気量：２．８ｍ３／ｍｉｎ
真空圧：−７．０ｋＰａ
吸込み口径：８０ｍｍ
回転数：１２００ｒｐｍ
モータ出力：３．７ｋＷ
【００３３】
実験の結果、ルーツ式ブロワから排出されるミストの濃度は、０．０１ｍｇ／ｍ３で安定して推移することが確認された。
【００３４】
以上に述べた通り、このフィルタ装置は、ルーツ式ブロワ等の真空度−３〜−３０ｋＰａを有する吸入手段の吸込み側に取り付ける構造であり、粒径約０．１〜１０ミクロンの大きさのオイルミストの捕集に適する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る第１実施形態のフィルタ装置の縦断側面図
【図２】同、横断面図
【図３】同、要部を断面にして示す斜視図
【図４】本発明に係る第１実施形態のフィルタ装置の捕集性能を示すグラフ
【図５】本発明に係る第２実施形態のフィルタ装置の縦断側面図
【図６】同、横断面図
【図７】フィルタとデミスタ材の一部を示す説明図
【図８】フィルタに対するデミスタ材の固定状態を示す説明図
【図９】第２実施形態のフィルタ装置の捕集性能を示すグラフ
【符号の説明】
【００３６】
１・・・第１実施形態例のフィルタ装置
２・・・ケース
３・・・底部
４・・・排気口
５・・・排気管
７・・・ドレン口
１０・・・吸気口
２５・・・第１ホルダー
３１・・・第１フィルタ
３５・・・第２ホルダー
３８・・・第２フィルタ
４０・・・第３ホルダー
４３・・・第３フィルタ
４６・・・ドレンタンク
５１・・・第２実施形態例のフィルタ装置
５５・・・ホルダー
６０・・・フィルタ
６３・・・デミスタ材
６５・・・プラスチック製網板部材
７０・・・押えバンド
【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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