特許 7267649 ろ過装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-24

(45)【発行日】2023-05-02

(54)【発明の名称】ろ過装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 29/11 20060101AFI20230425BHJP

   B23Q 11/00 20060101ALI20230425BHJP

【ＦＩ】

B01D29/10 501C

B01D29/10 510F

B01D29/10 510G

B01D29/10 530A

B23Q11/00 U

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2022040441

(22)【出願日】2022-03-15

【審査請求日】2022-03-15

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】518100834

【氏名又は名称】株式会社マイ・テクノス

(74)【代理人】

【識別番号】110000464

【氏名又は名称】弁理士法人いしい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森本 晃

【審査官】谷本 怜美

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０１５０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３２２５７９２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１９－０９８２７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ２４／００－３７／０４

Ｂ２３Ｑ １１／００－１３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械用のクーラント液からスラッジをろ過するろ過装置であって、
スラッジを含むクーラント液である懸濁液を、スラッジを除いたクーラント液である清澄液とスラッジとに分離する両端開口筒状のフィルタ体と、前記フィルタ体を収容するケーシングとを備えており、
前記フィルタ体は、前記懸濁液の流れ方向に沿って延びた形態であり、前記懸濁液の流れ方向と前記フィルタ体の長手方向とが上下に延びる平行状になっており、
前記フィルタ体における下側の開口端部は、前記懸濁液が流入するように開口している一方、前記フィルタ体における上側の開口端部は、前記フィルタ体内に流入した前記懸濁液が衝突する閉止板によって塞がれており、
前記ケーシングの底部には、前記フィルタ体における下側の開口端部に対峙してスラッジを排出するスラッジ排出管が連通接続されている、
ろ過装置。

【請求項2】

前記フィルタ体は、両端開口筒状のろ布と、両端開口筒状の保持筒とを備えており、内側が前記ろ布、外側が前記保持筒という二重構造で筒形のカートリッジ状に構成されている、
請求項１に記載したろ過装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、切削又は研削用である工作機械のクーラント液から切削屑や研削屑等（以下、スラッジと総称する）を分離除去するろ過装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、切削又は研削用の工作機械では、加工精度維持や工具寿命向上等の目的で、工具によるワークの加工箇所にクーラント液が供給される。当該加工箇所に供給された使用後のクーラント液には、加工にて生じたスラッジが混在する。使用後のクーラント液はろ過装置に回収され、スラッジを分離除去してから、再び工作機械に循環供給される。すなわち、クーラント液は、ろ過装置を経由することによって繰り返し使用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第４９４４０７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ろ過装置としては様々なものが提案及び使用されているが、本発明者は過去に、特許文献１において、スラッジ付着によるフィルタ体の目詰まりが起こりにくいろ過装置を提案している。特許文献１のろ過装置は、フィルタ体の交換頻度を少なくでき、コスト削減効果が高いものであるため、市場で高い評価を受けるに至っている。

【0005】

本発明は、基本的には市場から好評を博している先の発明を踏襲しつつ、さらなる改良を図ることを目的として成されたものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、工作機械用のクーラント液からスラッジをろ過するろ過装置であって、スラッジを含むクーラント液である懸濁液を、スラッジを除いたクーラント液である清澄液とスラッジとに分離する両端開口筒状のフィルタ体と、前記フィルタ体を収容するケーシングとを備えており、前記フィルタ体は、前記懸濁液の流れ方向に沿って延びた形態であり、前記懸濁液の流れ方向と前記フィルタ体の長手方向とが上下に延びる平行状になっており、前記フィルタ体における下側の開口端部は、前記懸濁液が流入するように開口している一方、前記フィルタ体における上側の開口端部は、前記フィルタ体内に流入した前記懸濁液が衝突する閉止板によって塞がれており、前記ケーシングの底部には、前記フィルタ体における下側の開口端部に対峙してスラッジを排出するスラッジ排出管が連通接続されているというものである。

【0007】

本発明のろ過装置において、前記フィルタ体は、両端開口筒状のろ布と、両端開口筒状の保持筒とを備えており、内側が前記ろ布、外側が前記保持筒という二重構造で筒形のカートリッジ状に構成されているようにしてもよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、フィルタ体における下側の開口端部から流入した懸濁液を、前記フィルタ体における上側の開口端部を塞ぐ閉止板に衝突させるため、前記懸濁液の液流圧力を前記閉止板との衝突によって弱めて分散させ、流れを遅くできる。このため、スラッジを凝集させて粗大化させやすく、粗大化したスラッジを分離しやすくなる。前記フィルタ体に目詰まりが極めて生じ難いし、前記懸濁液の液流圧力によって前記フィルタ体が破れる等の故障するおそれは、まったく又はほとんどない。従って、前記フィルタ体の交換頻度を極力少なくでき、コスト削減効果が極めて高い。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態のろ過装置の概略正面図である。

【図2】フィルタ体の正面図である。

【図3】ろ過装置でのろ過状態を説明する正面断面図である。

【図4】フィルタ体上部の嵌合構造を説明する拡大正面断面図である。

【図5】フィルタ体下部の嵌合構造を説明する拡大正面断面図である。

【図6】ろ過装置の別例を示す正面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

次に、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。図１～図５は、本発明の実施形態を示している。図示は省略するが、実施形態のろ過装置１は、切削又は研削用の工作機械に循環供給されるクーラント液からスラッジをろ過するものであり、工作機械におけるクーラント液の循環ライン中に配置されている。なお、以下の説明において、特定の方向や位置を示す用語（例えば「上下」等）を用いるが、これらの用語は説明の便宜のために用いたものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0012】

図１及び図３に示すように、実施形態のろ過装置１は、金属製で縦長中空容器状のケーシング２を備えている。ケーシング２は、機台２６上に立設されている。ケーシング２は、上向きに開口して漏斗状に形成された下ケース３と、下向きに開口した円筒箱状の上ケース４とによって構成されている。下ケース３の上端部には、当該下ケース３から外周側（半径外側）にはみ出した下フランジ５が溶接等で固定され、上ケース４の下端部には、当該上ケース４から外周側（半径外側）にはみ出した上フランジ６が溶接等で固定されている。パッキン（図示省略）を介して上下フランジ６，５を突き合わせ、ボルト７及びナット８にて上下フランジ６，５を締結することによって、上ケース４と下ケース３とが連結されて縦長中空容器状のケーシング２となる。

【0013】

下ケース３において上向き開口寄りの部位には、スラッジを含んだクーラント液（懸濁液）を下ケース３内に供給する懸濁液流入管９が連通接続されている。上ケース４において下向き開口寄りの部位には、スラッジを除いたクーラント液（清澄液）を上ケース４から放出する清澄液流出管１０が連通接続されている。下ケース３の底部には、スラッジ（ケーク（ろ滓）とも言える）を排出するスラッジ排出管１１が連通接続されている。

【0014】

上ケース４の上部には、後述する振動付与用のプロペラ２５に圧縮空気を吹き付ける空気供給管１２と、ケーシング２内の余剰空気を外部に逃がす空気排出弁１３とが設けられている。なお、図示は省略するが、懸濁液流入管９、清澄液流出管１０、スラッジ排出管１１及び空気供給管１２には、手動又は自動操作可能な開閉バルブが設けられている。

【0015】

下ケース３内には、懸濁液流入管９の出口に対峙する斜め下向き傾斜状の衝撃分散板１４が溶接等で固定されている。懸濁液流入管９から下ケース３内に流入する懸濁液を衝撃分散板１４に衝突させ、液流圧力を分散させることによって、ろ過処理時にろ布１６や保持筒１７（詳細は後述する）に作用する負荷が軽減される。

【0016】

ケーシング２内には、懸濁液を清澄液とスラッジ（ケーク、ろ滓）とに分離するフィルタ体１５が収容されている。フィルタ体１５は、合成繊維製の不織布又は織編布等で単層若しくは複層に形成された上下開口円筒状のろ布１６と、多孔板又は金網等の通液性板からなる上下開口円筒状の保持筒１７とを備えている。

【0017】

保持筒１７の内部にろ布１６が挿入されている。ろ布１６における上下の開口端部は、それぞれ対応する保持筒１７の開口端部で外向きに折り返されている。当該折り返し部分が耐水テープ又はＯリング等で保持筒１７に固定されている。従って、フィルタ体１５は基本的に、内側がろ布１６、外側が保持筒１７という二重構造で円筒形のカートリッジ状に構成されている（図３～図５参照）。ろ過処理時の液流圧力を保持筒１７で受けることによって、ろ布１６に作用する負荷が軽減されると共に、液流圧力によるろ布１６の過剰な膨出変形が抑制される。

【0018】

ろ布１６付き保持筒１７の上開口端部には、当該上開口端部を塞ぐ円盤状の閉止板１８が取り付けられている。ろ布１６付き保持筒１７の下開口端部には、外向きに張り出した鍔状（環状）のフランジ板２０が取り付けられている。従って、ろ布１６付き保持筒１７の上開口端部は、閉止板１８で塞がれ、ろ布１６付き保持筒１７の下開口端部は、フランジ板２０の開口を介して下向きに開口している。

【0019】

実施形態では、閉止板１８の下面側に、ろ布１６付き保持筒１７の上開口端部が挿し込まれる下向き開口状の下向き嵌合溝１９が形成されている（図３及び図４参照）。フランジ板２０の上面側には、ろ布１６付き保持筒１７の下開口端部が挿し込まれる上向き開口状の上向き嵌合溝２１が形成されている（図３及び図５参照）。

【0020】

閉止板１８の下向き嵌合溝１９にろ布１６付き保持筒１７の上開口端部を嵌め込むと共に、フランジ板２０の上向き嵌合溝２１にろ布１６付き保持筒１７の下開口端部を嵌め込んだ状態で、少なくとも両端側に雄ねじ山が形成された複数本のステーボルト２２を用いて、閉止板１８とフランジ板２０とが互いに引き寄せるように締結されている。その結果、閉止板１８とフランジ板２０との間に、ろ布１６付き保持筒１７が保持される（図２及び図３参照）。なお、実施形態では、ステーボルト２２として、全体にわたって雄ねじ山が形成された寸切りボルトを採用している。

【0021】

下ケース３内のうち衝撃分散板１４寄りも上方の部位には、フィルタ体１５のフランジ板２０が上方から載る環状の取付フランジ２３が内向きに張り出すように溶接等で固定されている。フランジ板２０が取付フランジ２３に上方から重なるようにして、下ケース３にフィルタ体１５を載置し、フィルタ体１５のフランジ板２０と下ケース３の取付フランジ２３とを複数のボルト２４で締結することによって、フィルタ体１５が下ケース３に固定される。

【0022】

そして、フィルタ体１５に上ケース４を被せるようにして、パッキン（図示省略）を介して上下フランジ６，５を突き合わせ、ボルト７及びナット８にて上下フランジ６，５を締結することによって、内部にフィルタ体１５が収容されたケーシング２となる。従って、下ケース３内部と上ケース４内部とは、フィルタ体１５の下開口端部だけを介して連通している。

【0023】

なお、閉止板１８の上面側には、空気供給管１２からの圧縮空気の噴射圧力によってフィルタ体１５に振動を付与するプロペラ２５が設けられている。プロペラ２５形状等の詳細については、本発明と直接的に関係しないので詳述しないが、必要であれば特許文献１等を参照されたい。

【0024】

上記の構成において、スラッジを含んだクーラント液（懸濁液）をろ過する場合は、懸濁液流入管９からケーシング２の下ケース３内に流入した懸濁液が、上ケース４内にある下向き開口状のフィルタ体１５内に流れ込み、フィルタ体１５を内から外向きに通過することによって、懸濁液を清澄液（スラッジを除いたクーラント液）とスラッジとに分離す
るろ過処理が実行され、清澄液が清澄液流出管１０から放出される。

【0025】

ここで、スラッジのうち比重の大きいものは、フィルタ体１５に入り込まずに、又はフィルタ体１５内に入り込んでも内面（ろ布１６）に付着せずに沈降し、下ケース３内に滞留する。スラッジのうち比重の小さいものは、フィルタ体１５内面（ろ布１６）に付着して次第に厚みを増し（凝集して粗大化し）、粗大化したものが自重や懸濁液の液流圧力によってフィルタ体１５内面（ろ布１６）から剥離、脱落し、下ケース３内に降下する。

【0026】

工作機械用のクーラント液の場合は、スラッジが金属で比重が大きくて、自重によって沈降し易く、ろ過処理中でも降下する。以上のことから、実施形態では、フィルタ体１５内面（ろ布１６）に目詰まりが極めて生じ難く、フィルタ体１５の交換頻度を極力少なくでき、コスト削減効果が極めて高い。

【0027】

実施形態では、下ケース３からフィルタ体１５内に向かう懸濁液は下から上に流れ込み、ろ布１６付き保持筒１７の上開口端部を塞ぐ閉止板１８に衝突するため、その液流圧力は閉止板１８との衝突によって弱められる。懸濁液の液流圧力を分散させて流れを遅くすれば、スラッジを凝集させて粗大化させやすくなり、粗大化したスラッジを下ケース３内に降下させやすくなる。また、閉止板１８との衝突によって懸濁液の液流圧力を分散させて流れを遅くできるから、ろ過処理時において、ろ布１６や保持筒１７に作用する負荷はもちろん軽減されるのである。

【0028】

ろ布１６付き保持筒１７は、懸濁液の流れ方向（上下方向）に沿って長く延びた形態であり、懸濁液の流れ方向とろ布１６の長手方向とが平行状であるから、懸濁液の液流圧力はろ布１６に直接作用し難い。このため、実施形態によると、懸濁液の液流圧力によってろ布１６が破れるおそれは、まったく又はほとんどないのである。

【0029】

図６は、ろ過装置１におけるフィルタ体１５の別例を示している。本発明の第２実施形態を示している。当該別例において、構成及び作用が先の実施形態と同じものには、先の実施形態と共通の符号を付してその詳細な説明を省略する。

【0030】

図６の別例では、保持筒１７における上下の開口端部に、外向きに張り出した挟持フランジ２７，２８が溶接等で固定されている。保持筒１７内部に挿入されたろ布１６の上下開口端部は、それぞれ対応する挟持フランジ２７，２８外面側に重なるように折り曲げられて、耐水テープ等で接着されている。ろ布１６の上下開口端部には、それぞれ対応する挟持フランジ２７，２８外面側に重ねやすくするため、切り目を入れておくのが好ましい。

【0031】

上挟持フランジ２７に閉止板１８を上方から重ねた状態で、上挟持フランジ２７と閉止板１８とが複数のボルト２９で締結されている。ろ布１６付き保持筒１７の上開口端部は閉止板１８で塞がれる。ボルト２９で締結された上挟持フランジ２７と閉止板１８とによって、ろ布１６における上開口端部の折り曲げ部分が挟持されている。

【0032】

下挟持フランジ２８にフランジ板２０を下方から重ねた状態で、下挟持フランジ２８とフランジ板２０とが複数のボルト２４で締結されている。ろ布１６付き保持筒１７の下開口端部は、フランジ板２０の開口を介して下向きに開口している。ボルト２４締結された下挟持フランジ２８とフランジ板２０とによって、ろ布１６における下開口端部の折り曲げ部分が挟持されている。

【0033】

下挟持フランジ２７とフランジ板２０とを締結する複数のボルト２４は、下挟持フランジ２７及びフランジ板２０を貫通している。フランジ板２０が取付フランジ２３に上方か
ら重なるようにして、下ケース３にフィルタ体１５を載置し、フィルタ体１５のフランジ板２０と下ケース３の取付フランジ２３とをボルト２４群で締結することによって、フィルタ体１５が下ケース３に固定される。換言すると、下挟持フランジ２８とフランジ板２０と取付フランジとの三者をボルト２４群で共締めすることによって、フィルタ体１５が下ケース３に固定される。別例のように構成した場合も、先の実施形態と同様の作用効果を奏するのである。

【0034】

本発明における各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えばろ過装置１は縦形に限らず、横形でもよい。カートリッジ状のろ布１６付き保持筒１７は、一本だけに限らず、複数本あってもよい。複数本のろ布１６付き保持筒１７を採用する場合、先の実施形態の構成であれば、閉止板１８やフランジ板２０の嵌合溝１９，２１をろ布１６付き保持筒１７の本数に対応して形成すればよいし、別例の構成であれば、ろ布１６付き保持筒１７の本数に対応した嵌合穴を挟持フランジ２７，２８に形成して、各嵌合穴に保持筒１７の上下開口端部を嵌め込み固定すればよい。

【符号の説明】

【0035】

１ ろ過装置
２ ケーシング
３ 下ケース
４ 上ケース
５ 下フランジ
６ 上フランジ
１５ フィルタ体
１６ ろ布
１７ 保持筒
１８ 閉止板
１９ 下向き嵌合溝
２０ フランジ板
２１ 上向き嵌合溝
２２ ステーボルト
２３ 取付フランジ
２４ ボルト
２７ 上挟持フランジ
２８ 下挟持フランジ
２９ ボルト

【要約】

【課題】工作機械用のクーラント液からスラッジをろ過するろ過装置において、市場から好評を博している本発明者の先の発明を踏襲しつつ、さらなる改良を図る。
【解決手段】本発明は、工作機械用のクーラント液からスラッジをろ過するろ過装置１である。スラッジを含むクーラント液である懸濁液を、スラッジを除いたクーラント液である清澄液とスラッジとに分離する両端開口筒状のフィルタ体１５を備える。フィルタ体１５における一方の開口端部は、懸濁液が流入するように開口している。フィルタ体１５における他方の開口端部は、フィルタ体１５内に流入した懸濁液が衝突可能なように、閉止板１８によって塞がれている。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】