JP2011067890A - クーラント濾過装置およびそれに用いるドラムフィルター - Google Patents

Abstract

【課題】全体をコンパクトに構成でき、しかも、十分な濾過処理能力を確保することができ、メンテナンスも容易に行うことができるクーラント濾過装置と、耐久性に優れたドラムフィルターを提供する。
【解決手段】コンベア槽１を、一端部に斜め立上り部３を有し、他端部から斜め立上り部３の上端にまで延びるスクレーパ付きチェーンコンベア４を配設したものとし、このコンベア槽１の側面の一部を開口してコンベア槽に連通するようにフィルター槽２を連設し、このフィルター槽２にはチェーンコンベア４の進行方向と平行となる回転軸心を有するドラムフィルター５が回転自在に配置し、ドラムフィルター５はチェーンコンベア４の走行を利用した伝達手段により回転駆動され、伝達手段であるドラムフィルターの駆動チェーン１９に、スクレーパ２０を架設した構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、クーラント濾過装置に係り、特にマシニングセンター等における金属の切削作業において排出される切粉等の異物を含んだクーラントを、再利用に供するために濾過する装置とそれに用いるドラムフィルターに関するものである。

クーラント濾過装置としては、図７に示すような、ドラムフィルタータイプのものが一般的である。これは、一端にマシニングセンター等からの切粉等を含んだクーラントの流入口５２を有し、他端に斜め立上り部５８を有し、この先端部に下向きのスラッジ排出口５３が形成されている濾過槽５１を備えている。この濾過槽５１内には、クーラント流入口５２の下側からスラッジ排出口５３にまで延びる一対のチェーンコンベア５４が配置され、このチェーンコンベア５４，５４間には、スクレーパ５５が適宜間隔置きに架設されている。また、斜め立上り部５８の基端部には、ドラムフィルター５６が回転可能に軸支して配設されている。

このような従来のクーラント濾過装置では、クーラントの流入口５２から切粉等を含んだクーラントが導入されると、比重の大きい切粉等が濾過槽５１の底面にスラッジＳとして沈殿堆積する。堆積したスラッジＳは、循環するチェーンコンベア５４のスクレーパ５５によって掻き取られ、スクレーパ５５によって濾過槽５１の底面並びに斜め立上り部５８の内側面に沿って押送され、スラッジ排出口５３から排出される。また、塗料カス等の浮遊異物を含むクーラントは、ドラムフィルター５６の表面に被装されたフィルター（濾過布）によって濾過され、ドラムフィルター５６内部から排出される。
ところで、ドラムフィルター５６による濾過処理量を増やすためにはドラムフィルター５６の径を大きくする必要があるが、その径を大きくすることによって装置全体の大型化を招くことになり、それは装置のコンパクト化の要請に逆行することになる。そこで、より多くの濾過処理量を確保するために、同径のドラムフィルターを複数並置することが行われている。

しかし、その場合においても、濾過処理量を十分に確保するには、ドラムフィルターの径をある程度大きなものとしなければならず、できるだけその径寸を抑えるということであれば、横幅を広げざるを得ない。そして、それに伴い、濾過槽自体の横幅を広げる必要があり、また、スクレーパ並びにその駆動機構もそれに対応して大型化しなければならず、この場合も装置のコンパクト化の要請に逆行することになる。
また、循環するスクレーパはドラムフィルターの下を通過するため、その高さは、ドラムフィルターと濾過槽の底面との間の間隔に規制されることになるが、この間隔を広げると濾過効率が落ちるので、その間隔は余り広げることができない。その結果、スクレーパの高さを余り高くすることができないことになる。そして、スクレーパの高さが不十分であると、掻き取られて押送されるスラッジが嵩高くなってスクレーパを乗り越える（スクレーパがスラッジの下を潜り抜ける）現象が生じたり、スラッジがドラムフィルターに接触してフィルターを損傷したりするおそれが生じる。

このような問題を解消するために、濾過槽の側部に側部ケースを連通接続し、この側部ケース内にドラムフィルターを配し、専用の駆動モーターを設置してドラムフィルターを濾過槽の長さ方向に平行な回転軸で駆動する構成のクーラント濾過装置がある（特許文献１）。

特許第２７９９９５１号公報

しかし、ドラムフィルターを濾過槽の外側に配置した上記のクーラント濾過装置では、側部ケースの内側底面に切粉等がスラッジとして沈殿堆積するという問題があった。また、このような側部ケースに堆積したスラッジを、ドラムフィルターに設けたスクレーパで濾過槽に排出することも考えられるが、ドラムフィルターを駆動する駆動モーターや駆動系が側部ケース内に存在するので、幅方向に十分な大きさのスクレーパをドラムフィルターに設けることができず、側部ケースの内側両端に存在するスラッジを排出できないという問題があった。
また、濾過槽内のチェーンコンベアを駆動するための駆動モーターとは別に、ドラムフィルター専用の駆動モーターが必要なため、制御盤が大きくなるとともに、配線のためのスペースも必要となり、装置のコンパクト化の要請に逆行するという問題、さらに、駆動モーターが増えることにより消費電力も増大するという問題があった。

また、ドラムフィルターの表面に被装されたフィルター（濾過布）にシワが生じ易く、このシワ部分を切粉等が通過して、濾過されたクーラント中に混入したり、フィルター（濾過布）が破損して交換の頻度が高くなるという問題もあった。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、全体をコンパクトに構成でき、しかも、十分な濾過処理能力を確保することができ、メンテナンスも容易に行うことができるクーラント濾過装置と、耐久性に優れたドラムフィルターを提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明のクーラント濾過装置は、一端部に斜め立上り部を有し、他端部から前記斜め立上り部の上端にまで延びるスクレーパ付きチェーンコンベアを配設したコンベア槽と、該コンベア槽の側面の一部を開口して前記コンベア槽に連通するように配設したフィルター槽とを備え、該フィルター槽には前記チェーンコンベアの進行方向と平行となる回転軸心を有するドラムフィルターが回転自在に支持され、該ドラムフィルターは前記チェーンコンベアの走行を利用した伝達手段により回転駆動され、該伝達手段であるドラムフィルターの駆動チェーンには、スクレーパが架設されているような構成とした。

本発明の好ましい態様として、前記駆動チェーンに架設されたスクレーパは、前記フィルター槽の内側の全幅に亘る幅を有するような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記フィルター槽の底部形状は、前記駆動チェーンによるスクレーパ先端部の駆動軌跡に沿う形状であるような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記フィルター槽は、前記コンベア槽の一方の側の側面に複数並設されているような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記フィルター槽は、前記コンベア槽の両側の側面に設置されているような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記フィルター槽および前記コンベア槽をクリーンタンク内に配置したような構成とした。

本発明のドラムフィルターは、周面に開口を有する円筒状の内側ドラムフレームと、周面に開口を有する外側ドラムフレームと、フィルターとを有し、前記フィルターは内側ドラムフレームの外周面に配設されており、前記外側ドラムフレームはフィルター上に巻装され前記内側ドラムフレームに固着されているような構成とした。

本発明によれば、ドラムフィルターがコンベア槽の外側に配置されるため、コンベア槽内のスクレーパの高さに対する制限がなくなり、高さを十分確保するようにスクレーパを設定できるので、スラッジがスクレーパを乗り越えるおそれがなく、スラッジをコンベア槽から確実に排出することができ、ドラムフィルターが嵩高くなったスラッジに触れて損傷することが防止される。また、フィルター槽内には駆動モーターが存在せず、ドラムフィルターの駆動チェーンにスクレーパが架設されているので、スクレーパの幅を十分に確保でき、これによりフィルター槽内のスラッジは確実にコンベア槽に排出され、フィルター槽内での堆積が防止される。そして、分離されたコンベア槽とフィルター槽における各作用によって、十分な濾過処理能力が確保され、結果的に全体をコンパクトに構成でき、特に、コンベア槽及びスクレーパの横幅を合理的範囲に抑えることができる。

また、ドラムフィルターの駆動はコンベア槽のチェーンコンベアの走行を利用するので、制御盤や配線に要するスペースの確保から招来される装置の大型化も抑制することができるとともに、消費電力の増大も抑制されるという効果がある。
さらに、ドラムフィルターがコンベア槽の外側に配置されるため、その取り出しが容易となるので、ドラムフィルターを頻繁に取り出してメンテナンスを実施することが可能となり、さらに、既存の濾過装置を改修して構成することも可能である。
また、本発明のドラムフィルターは、フィルターが内側ドラムフレームと外側ドラムフレームとで挟持されているので、フィルターのシワや浮きが防止され、濾過の効率が高くなるとともに、フィルターの破損も抑制され、交換頻度を低減することができる。

本発明のクーラント濾過装置の一実施形態の正面図である。 本発明のクーラント濾過装置の一実施形態の平面図である。 本発明のクーラント濾過装置におけるフィルター槽を説明するための側面図である。 本発明のクーラント濾過装置におけるフィルター槽の駆動伝達手段を説明するための図である。 本発明のクーラント濾過装置におけるドラムフィルターの構造の一例を示す分解図である。 本発明のクーラント濾過装置のフィルター槽におけるドラムフィルターの軸支の状態を説明するための図である。 従来のクーラント濾過装置の構成例を示す縦断面図である。

本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態の正面図であり、図２はその平面図である。本発明のクーラント濾過装置は、一端部に斜め立上り部３を有し、他端部から斜め立上り部３の上端にまで延びるスクレーパ付きチェーンコンベア４を配設したコンベア槽１を有し、このコンベア槽１にフィルター槽２が連設されており、コンベア槽１とフィルター槽２はクリーンタンク３０上に配設されている。尚、図１ではクリーンタンク３０を省略している。
フィルター槽２は、コンベア槽１の側面１０の一部に形成された開口１１を水密状態で覆うように設けられている。これにより、開口１１を介してコンベア槽１とフィルター槽２とが連通状態となり、コンベア槽１内のクーラントの一部が、随時開口１１を通ってフィルター槽２内に流れ込むことになる。

チェーンコンベア４の一端のスプロケット３１には駆動モーター３２が直結され、当該スプロケット３１、あるいは、他方端のスプロケットに、チェーンコンベア４の張り具合を調整するテンショナー３３を配設することができることは、従来の濾過装置の場合と同様である。
また、フィルター槽２には、コンベア槽１の長さ方向（チェーンコンベア４の進行方向）と平行となる回転軸心を有するドラムフィルター５が、回転自在に配設されている。
図３はフィルター槽２を説明するための側面図であり、図４はフィルター槽２の駆動伝達手段を説明するための図であり、ドラムフィルター５を取り外した状態を示している。また、図５はドラムフィルター５の構造の一例を示す分解図である。また、図６はフィルター槽２におけるドラムフィルター５の軸支の状態を説明するための図である。

ドラムフィルター５は、本発明のドラムフィルターであり、図５に示されるように、周面に十分な開口を有するとともに両端にフランジ６ａを有する円筒状の内側ドラムフレーム６Ａの外周面にフィルター７を巻き付け、さらに、十分な開口を有する外側ドラムフレーム６Ｂをフィルター７の上から巻装し、内側ドラムフレーム６Ａと外側ドラムフレーム６Ｂを固着する。これにより、フィルター７が内側ドラムフレーム６Ａと外側ドラムフレーム６Ｂとで挟持される。フィルター７としては、濾過布、金属網、小孔を多数有するパンチングメタル等を使用することができる。内側ドラムフレーム６Ａと外側ドラムフレーム６Ｂの材質は、金属、繊維強化プラスチック等を用いることができ、これらの固着は、例えば、シール材を用いた方法、金属溶接を用いた方法等により行うことができる。また、ドラムフレーム６の両端のフランジ６ａには、スプロケット８が係合されている。このスプロケット８は中央に開口部８ａを有し、この開口部８ａの周囲には円筒軸９が突設されている。

フィルター槽２のドラムフィルター５は、チェーンコンベア４の走行を利用した伝達手段により駆動される。すなわち、コンベア槽１の側面１０を貫通するようにギア軸１４が軸支され、このギア軸１４の一方の端部は、コンベア槽１内に位置するとともにチェーンコンベア４に係合する入力ギア１３を備え、ギア軸１４の他方の端部は、ベベルギア１５を備えている。また、コンベア槽１の長さ方向（チェーンコンベア４の進行方向）と平行となる回転軸心を有するギア軸１７がフィルター槽２に掛け渡すように軸支され、ギア軸１７の一方の端部はフィルター槽２の外部に突出してベベルギア１６を備え、このベベルギア１６は、上記のベベルギア１５に噛合されている。また、ギア軸１７はフィルター槽２の内部に一対の出力ギア１８，１８を備え、この出力ギア１８，１８とスプロケット８との間には駆動チェーン１９，１９が装着されている。このような構成により、チェーンコンベア４の走行が入力ギア１３、ギア軸１４、ベベルギア１５，１６、ギア軸１７を介して出力ギア１８，１８に伝達され、この出力ギア１８，１８の回転駆動は駆動チェーン１９，１９を介してスプロケット８，８に伝達され、ドラムフィルター５が回転駆動される。また、駆動チェーン１９，１９には、スクレーパ２０が適宜間隔置きに架設されている。フィルター槽２内には駆動モーターが存在しないので、このスクレーパ２０の幅はフィルター槽２の内側の全幅に亘るように設定することができる。

フィルター槽２は、図３に示されるように、外側ケース体２１と、この内部に位置する内側ガイド部材２２とを備えている。尚、図３では、入力ギア１３、ギア軸１４、ベベルギア１５，１６は省略している。内側ガイド部材２２は、コンベア槽１の開口１１の下端から、ドラムフィルター５の下方を通って外側ケース体２１の上端部に達するように配設されており、ドラムフィルター５の下方近傍では、上記のスクレーパ２０の先端部の駆動軌跡（図３に一点鎖線で示している）に沿うように配設されている。この内側ガイド部材２２は、ドラムフィルター５の軸方向において、外側ケース体２１の内側の全幅に亘るように配設されている。また、内側ガイド部材２２には、スクレーパ２０の先端部の駆動軌跡から外れた位置に連通口２２ａが開口されており、この連通口２２ａはコンベア槽１内およびフィルター槽２内のクーラントの液面（図３に二点鎖線で示している）よりも高い位置に存在する。したがって、コンベア槽１内の開口１１からクーラントＣとともにフィルター槽２に流入しスラッジＳは、内側ガイド部材２２上に沈降することになる。そして、内側ガイド部材２２に沿ってスクレーパ２０が移動することによって、スラッジＳをスクレーパ２０が開口１１方向へ押送して、確実にコンベア槽１に排出する。

また、図６に示されるように、ドラムフィルター５の軸方向におけるフィルター槽２の外側ケース体２１の両端には、開口２４が形成されており、この開口２４には円形開口部２５ａを有する軸受部材２５が嵌装されている。そして、軸受部材２５の円形開口部２５ａに、駆動ディスク８の円筒軸９が嵌合され回転可能に支持されている。これにより、ドラムフィルター５のフィルター７を透過して濾過されたクーラントは、ドラムフィルター５の内部から円筒軸９を通過してクリーンタンク３０に回収される。
このような本発明のクーラント濾過装置では、クーラント流入口３４からクーラントＣが導入されると、クーラントＣ中の切粉、樹脂等の異物（スラッジＳ）は、一時コンベア槽１の内底面に沈殿堆積するが、沈殿堆積したスラッジＳは、循環するチェーンコンベア４のスクレーパ４ａによって逐次掻取され、コンベア槽１の内底面並びに斜め立上り部３の内側面に沿って上方に押送され、スラッジ排出口３５に至ってそこから排出される。

コンベア槽１内のクーラントＣの一部は、開口１１からフィルター槽２に流入する。そして、チェーンコンベア４の走行に伴って回転するドラムフィルター５のフィルター７をクーラントＣのみが通過し、ドラムフィルター５の内部から円筒軸９を通過してクリーンタンク３０に流出し、再利用に供される。また、このクーラントＣとともにフィルター槽２に流入したスラッジＳは、ドラムフィルター５を通過できず、フィルター槽２内で沈降し、内側ガイド部材２２に沿って移動するスクレーパ２０によって開口１１方向へ押送され、確実にコンベア槽１に排出される。これにより、スラッジＳがフィルター槽２内に残存することはない。

このように、本発明では、ドラムフィルター５がコンベア槽１の外側に配置されるため、ドラムフィルター５が嵩高くなったスラッジに触れて損傷することが防止される。また、フィルター槽２内には駆動装置が存在せず、ドラムフィルター５の駆動チェーン１９，１９にスクレーパ２０が架設されているので、スクレーパ２０の幅を十分に確保でき、フィルター槽２内のスラッジは確実にコンベア槽１に排出され、フィルター槽２内での堆積が防止される。また、コンベア槽１内のスクレーパ４ａの高さに対する制限がなくなり高さを十分に設定できるので、スラッジがスクレーパを乗り越えるおそれがなく、スラッジをコンベア槽１から確実に排出することができる。また、ドラムフィルター５の駆動はコンベア槽１のチェーンコンベア４の走行を利用するので、制御盤や配線に要するスペースの確保から招来される装置の大型化を抑制することができるとともに、消費電力の増大も抑制されるという効果がある。

さらに、ドラムフィルター５がコンベア槽１の外側に配置されるためにその取り出しが容易となるので、ドラムフィルター５を頻繁に取り出してメンテナンスを実施することが可能となる。
また、本発明のドラムフィルター５は、フィルター７が内側ドラムフレーム６Ａと外側ドラムフレーム６Ｂとで挟持されているので、フィルターのシワや浮きが防止され、濾過の効率が高くなるとともに、フィルターの破損も抑制され、交換頻度を低減することができる。
本発明に係るクーラント濾過装置は、既存のクーラント濾過装置を改造して構成するこ
ともできる。即ち、既存のクーラント濾過装置からドラムフィルターを取り出し、コンベア槽１の側面に開口１１を設け、開口１１を覆うようにフィルター槽２を設置することができる。

上述の実施形態は例示であり、本発明は、これらの実施形態に制限されるものではない。例えば、上述の実施形態では、１個のフィルター槽２がコンベア槽１の側面１０に配設されているが、濾過量を増加する必要があるときは、複数個のフィルター槽２をコンベア槽１の側面１０に並設したり、あるいは、コンベア槽１の両側面に設置することにより、処理能力を高くすることができる。
また、上述の実施形態では、フィルター槽２が外側ケース体２１と、この内部に位置する内側ガイド部材２２とを備えているが、内側ガイド部材２２を具備せずに、外側ケース体２１のみからなるものであってもよい。この場合、外側ケース体２１の底部形状は、スクレーパ２０の先端部の駆動軌跡（図３に一点鎖線で示している）に沿うものとする。

また、上述の実施形態では、ドラムフィルター５として本発明のドラムフィルターを使用しているが、本発明のクーラント濾過装置は、従来のドラムフィルターを使用することができることは勿論である。従来のトラムフィルターとしては、例えば、周面に十分な開口を設けた円筒状のドラムフレームの外周面にフィルターを巻き付け、巻き付けたフィルターの重なり部位をドラムフレームに螺子で固定し、フィルターの両端部をホースバンドで固定したものを使用することができる。この場合も、ドラムフレームの両端のフランジに、上述のようなスプロケット８を係合して使用する。但し、従来のドラムフィルターを使用する場合には、巻き付けたフィルターへのシワ発生の有無を適時観察する必要がある。
また、ドラムフィルター５を回転自在に支持するための構造は、図６に示した態様に限定されるものではない。

クーラントを用いた金属加工全般に利用可能である。

１…コンベア槽
２…フィルター槽
３…斜め立上り部
４…チェーンコンベア
４ａ…スクレーパ
５…ドラムフィルター
６Ａ…内側ドラムフレーム
６Ｂ…外側ドラムフレーム
７…フィルター
８…スプロケット
９…円筒軸
１０…コンベア槽側面
１１…開口
１３…入力ギア
１５，１６…ベベルギア
１８…出力ギア
１９…駆動チェーン
２０…スクレーパ
２１…外側ケース体
２２…内側ガイド部材
２５…軸受部材
３０…クリーンタンク

Claims (7)

1. 一端部に斜め立上り部を有し、他端部から前記斜め立上り部の上端にまで延びるスクレーパ付きチェーンコンベアを配設したコンベア槽と、該コンベア槽の側面の一部を開口して前記コンベア槽に連通するように配設したフィルター槽とを備え、該フィルター槽には前記チェーンコンベアの進行方向と平行となる回転軸心を有するドラムフィルターが回転自在に支持され、該ドラムフィルターは前記チェーンコンベアの走行を利用した伝達手段により回転駆動され、該伝達手段であるドラムフィルターの駆動チェーンには、スクレーパが架設されていることを特徴とするクーラント濾過装置。
2. 前記駆動チェーンに架設されたスクレーパは、前記フィルター槽の内側の全幅に亘る幅を有することを特徴とする請求項１に記載のクーラント濾過装置。
3. 前記フィルター槽の底部形状は、前記駆動チェーンによるスクレーパ先端部の駆動軌跡に沿う形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクーラント濾過装置。
4. 前記フィルター槽は、前記コンベア槽の一方の側の側面に複数並設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のクーラント濾過装置。
5. 前記フィルター槽は、前記コンベア槽の両側の側面に設置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のクーラント濾過装置。
6. 前記フィルター槽および前記コンベア槽をクリーンタンク内に配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のクーラント濾過装置。
7. 周面に開口を有する円筒状の内側ドラムフレームと、周面に開口を有する外側ドラムフレームと、フィルターとを有し、前記フィルターは内側ドラムフレームの外周面に配設されており、前記外側ドラムフレームはフィルター上に巻装され前記内側ドラムフレームに固着されていることを特徴とするクーラント濾過装置用のドラムフィルター。

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