JP2005288261A - Rolling filter - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention is a rolling filter suitable for use in a filtration device or the like for separating chips discharged from a cutting fluid when the aluminum material is cut by a grinding machine or the like. About.
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。
A conventional rolling filter and a filtration device including the same are shown in FIGS. As will be described later, FIG. 4 shows the main part of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 3 and correspondingly the difference between the structural part of the conventional example shown in FIGS. The overall configuration of the conventional filtration device 1 is generally the same in the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the conventional filtration apparatus 1 is comprised in the inside of the box-
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)。
As shown in FIG. 5, the conventional
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。
In order to support the
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。
The internal space of the
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。
Since the
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。
However, fine chips cause clogging of the
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。
The
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。
The
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。
For this reason, the replacement of the
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。 In view of the problems of the prior art as described above, the present invention is a rolling filter used in a filtration device, when a part of a sheet-like filter attached thereto is damaged and needs to be replaced. When it is time to replace all the filter sheets, the filter sheets can be replaced quickly without draining the pre-filter liquid and the filtered liquid filled in the filter device to the outside. Another object of the present invention is to provide a rolling filter having a novel configuration.
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。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a rolling filter having a configuration described in each claim.
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。 The rolling filter of the present invention basically includes a polygonal cylindrical filter frame in which an even number of planes are formed on the side surface and an opening is formed in each plane, and two adjacent planes of the filter frame, respectively. A plurality of filter pieces attached to the filter frame from the outside so as to simultaneously close the two formed openings, and a fixing means for detachably attaching the filter pieces to the filter frame are provided. The most suitable outer shape of the polygonal tubular filter frame is a regular octagonal tubular shape. The optimum material for the filter frame is stainless steel plate.
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。 Therefore, when the rolling filter of the present invention is mounted on the filtration device so that the longitudinal direction thereof is horizontal, when the filter piece is partially damaged or when it is time to replace all the filter pieces, the rolling filter The filter piece to be replaced is moved upward by rotating the filter piece so that the filter piece is positioned above the liquid surface of the liquid to be filtered. Since the filter piece on the liquid surface is exchanged in that state, the need for additional liquid is eliminated, and the time required for exchange can be greatly shortened. In addition, since only a part of the filter pieces can be exchanged, it is not necessary to exchange all the filter pieces, so there is no waste of materials.
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。 The most suitable filter piece for use in the rolling filter of the present invention is one in which fine stainless steel wires or filaments of synthetic resin are knitted into a net-like sheet, or stainless steel in which numerous fine holes are formed at high density. It is a sheet made of a steel plate or a similar hard synthetic resin. By using such a rigid and hard filter piece, it is difficult for fine solids to be filtered such as chips to adhere to the filter piece, and it is difficult for the filter piece to loosen. The problems found in the prior art, such as chipping or the like to be separated from the liquid on a part of the filter piece and the filter piece being easily broken, are solved.
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。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3 and FIG. 4 showing the overall configuration of a filtration device common to the above-described prior art. Even in a part of the embodiment of the present invention, the same reference numerals as those in the prior art are assigned to the parts that are substantially the same as those in the prior art. FIG. 1 shows an octagonal
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。
As shown in FIG. 1, an
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。
The manufacturing method of the octagonal
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。
In the
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。
A
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。
The
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。
The third feature of the present invention is that the
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。
In the case of the illustrated embodiment, eight
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。
In this way, in the illustrated embodiment, an octagonal
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。
Since the octagonal
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。
The
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。
In rare cases, it is necessary to replace all or part of the
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。 The rolling filter of the present invention can be used not only to separate chips from dirty cutting fluid discharged from processing equipment, but also generally filters any liquid to remove the fine solids contained therein. It can be widely applied for the purpose of separation.
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)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
8 ... Circular end plate part (conventional example)
10. Cylindrical filter frame (conventional example)
11 ... Filter sheet made of cloth (conventional example)
DESCRIPTION OF
21 ... Regular octagonal end plate portion (Example)
22 ... Rod-shaped
30 ...
Claims (8)
8. The rolling filter according to claim 1, wherein the fixing means for detachably attaching the filter piece to the filter frame is a bolt.
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