JP3475139B2

JP3475139B2 - 液体濾過装置

Info

Publication number: JP3475139B2
Application number: JP2000025643A
Authority: JP
Inventors: 浩之鈴木
Original assignee: Kawasaki Precision Machinery KK
Current assignee: Kawasaki Precision Machinery KK
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2003-12-08
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: JP2001212405A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば切屑およ
び金属粉末である不純物を含む切削液などの液体を濾過
する液体濾過装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来技術の切削液濾過装置１の主
要構成を示す断面図であり、図５は切削液濾過装置１全
体を簡略化して示す斜視図である。なお、図５には図解
を容易にするために、各槽の壁などの一部の部材の厚み
を省略して示す。加工室２では、切削装置によって金属
の切削加工が行われ、この加工室２の切削装置から排出
される切削液は、切屑および鉄粉などの不純物を含む。
この切削液は、切削液濾過装置１で濾過され、不純物が
除去された後、ポンプ１２によって再び加工室２の切削
装置に送られて循環使用される。

【０００３】切削液濾過装置１は、第１沈降槽４と、こ
の第１沈降槽４に通路を介して連なる第２沈降槽８と、
第１沈降槽４の下層部分に設けられるコンベア６と、第
１沈降槽４の上槽部分に、第２沈降槽８へ通路を塞ぐよ
うにに配置される濾過部材９とを含んで構成される。濾
過部材９は、上方に解放した箱体であり、この濾過部材
９を構成する全ての壁には、小さい複数の開孔１０が形
成されている。

【０００４】加工室２の切削装置から排出された切削液
は、矢符５に示すようにダクト３を通って、第１沈降槽
４に流入して貯留される。第１沈降槽４に貯留された切
削液中の不純物の内の粒径の大きい切屑などは、その自
重によってコンベア６上に沈降する。その後、コンベア
６が稼動されて、コンベア６上の切屑などは矢符７に示
すように切削液濾過装置１の外部に廃棄される。また、
第１沈降槽４内の切削液は、矢符１１に示すように濾過
部材９の複数の開孔１０を通って第２沈降槽８に移動す
る。このとき複数の開孔１０の内径よりも大きい粒径の
切屑などは、切削液が第２沈降槽８へ移動しても、第２
沈降槽８への移動が阻止される。

【０００５】このようにして濾過部材９によって第２沈
降槽８への移動が阻止された切屑などもまた、その自重
によってコンベア６上に沈降し、コンベア６によって廃
棄される。このようにして、第１沈降槽８において不純
物の内の粒径の大きな不純物が除去されても、粒径の小
さい微粒子状の不純物の沈降速度は、非常に遅いので第
１沈降槽４で完全に沈降してしまうことなく、切削液中
に浮遊したまま、切削液とともに濾過部材９の開孔１０
を通り抜けて、第２沈降槽８に移動する。

【０００６】第２沈降槽８まで移動した不純物のうち鉄
粉などの強磁性材料から成る不純物は、マグネットクリ
ーナ１５によって磁気吸着されて矢符１７で示すように
廃棄される。マグネットクリーナ１５で除去されなかっ
た不純物は、第２沈降槽８内で沈降して第２沈降槽８の
底部に堆積層２２を形成する。この第２沈降槽８内の切
削液の上澄み液が、ポンプ１２で汲上げられる。ポンプ
１２と第２沈降槽８とを接続する第１配管１８には、１
００メッシュのサクションフィルタ１３（１４７μｍ以
上の粒子を捕獲可能）が設けられており、汲上げた上澄
み液中に存在する不純物をこのサクションフィルタ１３
によってさらに除去している。このようにしてサクショ
ンフィルタ１３を通過した切削液が第２配管２６を介し
て加工室２の切削装置に送られる。さらに、第２沈降槽
８に貯留された切削液の上面側に浮遊する油分などの軽
量の不純物は、水平な軸線まわりに矢符２０方向に回転
するオイルスキーマ１４によって掬い取られ、矢符２１
で示すようにタンク２５に回収される。

【０００７】また、第１配管１８には、バイパス管路２
８がサクションフィルタ１３をバイパスして接続され、
ポンプ１２側の圧力が第２沈降槽２２側の圧力よりも所
定の圧力差を有して低くなったときに開く逆止弁２７が
介在される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術の切削
液濾過装置１では、壁に開口１０を形成した濾過部材９
による濾過と、不純物の自然沈降によって不純物を除去
しているので細かい微粒子などの除去が困難であり、ポ
ンプ１２で汲上げられた上澄み液中に多量の微粒子状の
不純物が含まれているので、サクションフィルタ１３の
目詰まりが短期間で起こるといった問題がある。このよ
うにサクションフィルタ１３が目詰まりした状態で、ポ
ンプ１２が上澄み液を汲上げると、この上澄み液はサク
ションフィルタ１３で濾過されることなく、バイパス管
路２８および逆止弁２７を通って加工室２の切削装置ま
で送られる。このようにサクションフィルタ１３が目詰
まりすると、微粒子を含んだ切削液が加工室２の切削装
置に供給されてしまううえ、この不純物が影響して切削
装置の作動不良が発生し、切削液の吐出量が減少してし
まうので、工具の寿命が短くなったり、あるいは切削加
工後の製品に「ムシレ」などを呼ばれる表面が粗くなる
現象が生じるといった問題がある。

【０００９】また、第２沈降槽８で沈降した微粒子は、
第２沈降槽８の底部に全面にわたってヘドロ状に堆積す
る。この堆積物２２を５〜６カ月に１回の割合で除去し
てやらなければ、サクションフィルタ１３の目詰まりが
頻繁に起こるといった問題があり、サクションフィルタ
１３を１週間に１回の割合で交換する必要がある。ま
た、ヘドロ状の堆積物２２の除去は、作業者が手作業で
掬い取ることによって行われており、前述したように、
堆積物２２が第２沈降槽８の底部に全面にわたって存在
していると、手作業で堆積物２２を除去するには多大な
労力を必要とし、現状では、除去するのに約５時間程度
も必要とする。

【００１０】また、切削液がエマルジョン形、ソリュー
ブル形またはソリューション形などの水溶性切削油を水
に希釈したものが用いられていると、従来技術の切削液
濾過装置１では、約半年で切削液が腐敗してしまい、悪
臭が発生し、作業環境の悪化が著しいといった問題があ
る。

【００１１】本発明の目的は、液体から、不純物を効率
よく、かつ精度よく除去することができる液体濾過装置
を提供することである。

【００１２】また本発明の他の目的は、メンテナンス性
に優れた液体濾過装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、流入口および
流入口よりも上方の流出口が形成される濾過槽の内部
に、表面に凹凸を有する複数の充填物が充填されるとと
もに、結晶炭片が設けられ、不純物を含む液体が、前記
濾過槽の内部を流入口から流出口へ通過すること特徴と
する液体濾過装置である。

【００１４】本発明に従えば、不純物を含む液体は、濾
過槽の内部に下方にある流入口から流入すると、上方に
ある流出口まで通過して濾過槽から流出する。液体は、
下方から上方に流れるので、流速を可及的に低くするこ
とができる。この濾過槽の内部には、充填物が充填され
ており、切削液中の不純物は各充填物表面の凹所に嵌ま
り込んだり、引っ掛かったりして捕捉される。上述のよ
うに流速が低いので、不純物は、充填物に捕捉されやす
く、効率よく、かつ各充填物間の間隙よりも小さい粒径
の不純物であっても、精度よく捕捉することができる。
液体は各充填物間の間隙を通って下方から上方に移動す
る。

【００１５】このようにして、液体が濾過槽の内部を通
過することによって、不純物が濾過槽の内部を通過して
しまうことが防止され、効率よく、かつ精度よく除去さ
れる。液体が各充填物間の間隙を通って上昇するとき、
切削液は各充填物表面の凹凸に当たって流れの方向をそ
れぞれ変化させながら全体として上昇していくので、液
体が濾過槽の内部を長い距離移動して通過することにな
り、不純物が充填物に捕捉されやすくなる。

【００１６】さらに液体が濾過槽を通過するときの流速
が低いので、液体は重力に逆らって不純物を上方まで運
ぶことができず、充填物表面の凹所に捕捉されていた不
純物は、凝集するなどして大きくなると、自重によって
充填物から離脱して沈降する。不純物は充填物の下側で
多く捕捉されるので、捕捉された不純物は下方に沈降し
やすい。このように不純物がある程度充填物に捕捉され
ると、不純物が自然に離脱するので、充填物の洗浄など
のメンテナンスは不要でありメンテナンス性に優れてい
る。結晶炭の有する殺菌作用によって液体中のバクテリ
アが殺菌される。これによって、液体が水溶性であって
も、液体の腐敗が防止される。また、結晶炭は多孔質
で、高い吸着性能を有するので、これによっても切削液
を濾過することができる。

【００１７】また本発明は、前記濾過槽の内部には、下
層側部分に充填物が充填され、上層側部分に結晶炭片が
設けられ、充填物が充填される下層側部分に、液体の流
れの方向を変えるための邪魔板が設けられることを特徴
とする。

【００１８】本発明に従えば、濾過槽の内部に設けられ
た邪魔板によって、液体は、流入口から流出口に向けて
直接的に通過することができなくなり、濾過槽の内部を
長い距離に渡って通過する。これによって、液体が濾過
槽を通過するときに不純物が充填物に捕捉されやすくな
る。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】また本発明は、液体に酸素ガスを吹込むた
めの酸素吹出手段が設けられることを特徴とする。

【００２４】本発明に従えば、酸素吹出手段から酸素ガ
スが吹き出されて液体が曝気される。液体が水溶性の液
体である場合、液体中の溶存酸素量が減少して、液体中
のバクテリアが活性化して腐敗してしまうけれども、酸
素ガスを吹き込んで曝気することによって、バクテリア
の活性化を抑え、液体の腐敗を防止することができる。

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
切削液濾過装置４１の主要構成を示す断面図であり、図
２は切削液濾過装置４１を簡略化して示す斜視図であ
る。図２では、図解を容易にするために、各槽の壁など
一部の部材の厚みを省略して示す。液体濾過装置である
切削液濾過装置４１は、液体である水溶性の切削液を濾
過するために用いられる。加工室１５０では、フライス
盤などの切削装置によって金属材料から成る被加工物の
切削加工が行われ、この切削加工時にエンドミルなどの
工具の冷却および工具と被加工物との潤滑のために、切
削液が用いられ、使用後の切削液は、切削装置から排出
される。加工室１５０の切削装置から排出される切削液
は、切屑およびその他の金属粉末などの不純物を含む。
切削液濾過装置４１は、上記切削液を濾過して上記不純
物を除去する装置である。本実施形態では切削液とし
て、たとえばエマルジョン型、ソリューブル型またはソ
リューション型などの水溶性切削油を水に希釈したもの
が用いられている。

【００２８】切削液濾過装置４１は、第１貯留槽４４
と、この第１貯留槽４４に第１仕切壁８２を介して隣接
する第２貯留槽５０と、第２貯留槽５０の内部に配置さ
れ、第１仕切壁８２を介して第１貯留槽４４に隣接する
沈降槽４５と、第１貯留槽４４の内部に配置され、第１
仕切壁８２を介して沈降槽４５に隣接する第１濾過槽４
７と、第１濾過槽４７の内部の上層部分に配置される第
２濾過槽４８と、第２沈降槽４５の内部の上層部分に配
置される第３濾過槽４９とを含んで構成される。上記第
１，第２貯留槽４４，５０、沈降槽４５、および第１〜
第３濾過槽４７〜４９は、いずれも有底で、かつ上方に
開放し、図２の紙面に垂直な方向に延びる長尺の箱体で
ある。なお、第１〜第３濾過槽４７〜４９の底壁には、
複数の開孔８６ａ，８６ｂ，８６ｃが形成される。

【００２９】切削液濾過装置４１は、槽体１５１を有し
ており、槽体１５１の内部に第１仕切り壁８２を設け
て、第１貯留槽４４および第２貯留槽４５が形成され、
第１および第２貯留槽４４，４５は、第１仕切り壁８２
を側壁として共用している。また、沈降槽４５および第
１濾過槽４７もまた、第１仕切り壁８２を側壁として共
用している。第２および第３濾過槽４８，４９は他の各
槽４４，４５，４７，５０と別体である。第１仕切り壁
８２によって実現される第１および第２貯留槽４４，５
０の側壁は、槽体１５１の側壁などによって実現される
第１および第２貯留槽４４，５０の側壁よりも低く、し
たがって上端位置が下方に形成されている。第１濾過槽
４７の第１仕切り壁８２によって実現される側壁は、第
１濾過槽４７の他の側壁よりも低く形成される。沈降槽
４５の第１仕切り壁８２によって実現される側壁は、沈
降槽４５の他の側壁よりも高く、したがって上端位置が
上方に形成されている。第２濾過槽４８の各側壁は、相
互にかつ第１仕切り壁８２と同一の高さに形成されてい
る。第３濾過槽の各側壁は、相互にかつ沈降槽４５の最
も低い側壁と同一高さに形成されている。以下第１仕切
り壁８２を、各槽の側壁として説明する場合がある。

【００３０】第１貯留槽４４の下層部分には、上張架部
分が第１貯留槽４４の長手方向一方側（図１の右方）に
変位駆動されるコンベア４６が設けられ、このコンベア
４６は第１貯留槽４４の長手方向一方側端部（図１の右
方）で上方に向けて傾斜し、第１貯留槽４４の側壁を越
えて槽体１５１の外部に延びており、上張架部分上の物
品を槽体１５１の外部に運ぶことができる。このコンベ
ア４６は、たとえば５分間の停止と１分間の駆動とを繰
返す間欠運動を行うコンベアである。

【００３１】第１貯留槽４４の上方には、ダクト１５２
の出口側端部が配置され、このダクト１５２の入口側端
部は加工室１５０の切削装置に接続される。上述のよう
に切削装置から排出される切削液は、矢符１０１で示す
ようにダクト１５２を通って、第１沈降槽４４の内部の
第１濾過槽４７の外部分に流入し、第１貯留槽４４内に
一時的に貯留される。この第１貯留槽４４内の液位は、
側壁８２の上端位置と同一となる。上述のように、加工
室１５０から排出された切削液が、第１貯留槽４４内に
一時的に貯留されている間に、大きな切屑など粒径の比
較的大きな不純物は、その自重によってコンベア４６の
上張架部分にまで沈降する。コンベア４６の駆動時に、
上張架部分上に沈降した切屑は、コンベア４６によって
第１貯留槽４４の長手方向一方側（図１の右方）に搬送
され、第１貯留槽４４の長手方向一方側端部で、切削液
中から引上げられて、矢符１５５で示すように切削液濾
過装置４１の外部にまで廃棄される。

【００３２】第１濾過槽４７の内部には、その下層側の
半分程度部分に充填物であるコークス塊６９が複数個、
充填される。このコークス塊６９は、たとえば縦３０ｍ
ｍ×横３０ｍｍ×高さ３０ｍｍ程度の非幾何学形状のブ
ロック状のコークス塊であり、その表面に無数の凹凸が
形成されるとともに、無数の気孔が形成される。前述し
た第１濾過槽４７の底壁に形成された開孔８６ａは、前
述したコークス塊６９よりも小さく形成されており、こ
の開孔８６ａからコークス塊６９が下方に抜け落ちるこ
とが防止されている。また、第１濾過槽４７の幅方向
（図２の左右方向）両側壁８２，８４の内側面には、内
部に突出し、かつ下方に向けて傾斜し、第１濾過槽４７
の長手方向（図２の紙面に垂直な方向）に延びる邪魔板
８８，８９が取付けられる。

【００３３】第１貯留槽４４内に一時的に貯留されてい
る切削液は、図２の各矢符１０２，１０２ａに示すよう
に下層部分を移動し、第１濾過槽４７の底壁５１に形成
された複数の開孔８６ａを通って、下方から第１濾過槽
４７の内部に流入する。このとき、大きな切屑などの粒
径の大きな不純物は、この開孔８６ａから第１濾過槽４
７内に侵入することが防止される。このとき、底壁５１
によって侵入が阻止された切屑は、その自重によってコ
ンベア４６の上張架部分まで沈降し、コンベア４６によ
って廃棄される。上述したように、第１貯留槽４４に一
時的に貯留された切削液が下方から第１濾過槽４７内に
流入する構成であるので、切削液が第１濾過槽４７内に
流入するときの流速は遅くなる。このように、切削液の
流速が遅くなると、粒径の小さい不純物も切削液の流れ
に乗って、第１濾過槽４７内部に流入しにくくなる。流
入しなかった不純物はその自重によってコンベア４６の
上張架部分にまで沈降する。

【００３４】第１濾過槽４７に流入した切削液は、第１
濾過槽４７内部を上方に向けて移動する。このとき、切
削液中の不純物は各コークス塊６９表面の凹所および気
孔に嵌まり込んだり、引掛かったりして捕捉される。切
削液は、このように不純物が除去されながら各コークス
塊６９間の間隙を通って上方にまで移動する。切削液が
第１濾過槽４７内を上昇するとき、切削液は各コークス
塊６９表面の凹凸に当たって、流れの方向をそれぞれ変
化させながら上昇する。これによって、切削液が第１濾
過槽４７を通過するときの流速は遅くなる。このように
切削液の流速が遅くなると、切削液は重力に逆らって粒
径の小さい不純物を上方に運ぶことができなくなり、各
コークス塊６９の凹所および気孔に捕捉された不純物
は、それぞれ凝集するなどして大きくなると、その自重
によってコンベア４６の上張架部分に沈降する。このよ
うにして第１濾過槽４７によって切削液から微粒子を濾
過することができる。

【００３５】また、前述したように、第１濾過槽４７に
は、２枚の邪魔板８８，８９が設けられているので、こ
の邪魔板８８，８９によっても切削液の流れの方向が変
化する。これによって、切削液が第１濾過槽４７を通過
するときの流速が遅くなり、切削液が重力に逆らって微
粒子を上方に運ぶことが困難となる。また、第１濾過槽
４７の内部に設けられた邪魔板８８，８９によって、切
削液は、流入口から流出口に向けて直接的に通過するこ
とができなくなり、第１濾過槽４７の内部を長い距離に
渡って通過する。これによって、切削液が第１濾過槽４
７を通過するときに不純物が充填物に捕捉されやすくな
る。

【００３６】第１濾過槽４７の上部には、前述したよう
に第２濾過槽４８が配置され、その第２濾過槽４８内
に、円筒状の結晶炭９１が複数個設けられる。この結晶
炭９１は、たとえば備長炭によって実現される。第１濾
過槽４７内を上昇した切削液は、第２濾過槽４８の底壁
に形成された複数の開孔８６ｂを介して第２濾過槽４８
内に下方から流入し、第２濾過槽４８内を上昇する。第
２濾過槽４８に設けられた結晶炭９１は、殺菌作用を有
しており、第２濾過槽４８内を上昇する切削液が結晶炭
９１に接触すると、切削液中のバクテリアが殺菌され、
切削液の腐敗が防止される。

【００３７】切削液が腐敗しているか否かは、切削液の
ｐＨを測定することによって判断できる。本実施形態で
用いられている切削液は、未使用の状態でｐＨが７であ
る。従来技術の切削液濾過装置１では約半年に渡って切
削液を循環使用するとｐＨが８にまで上昇し、腐敗して
しまったが、本件の切削液濾過装置４７では約１年間に
渡って切削液を循環使用してもｐＨは７のままであり、
腐敗が防止されることが本件出願人によって確認されて
いる。また、結晶炭９１は、多孔質で、高い吸着特性を
有するので、これによっても粒径の小さな不純物を濾過
することができる。

【００３８】第２濾過槽４８の直下かつコークス塊９１
の上方の位置で、第１濾過槽４７の中央部には、第１濾
過槽４７の長手方向（図２の紙面に垂直な方向）に延
び、切削液に酸素ガスを吹込むための手段での一部を構
成する酸素吹出管８５の長手方向一方側端部およびその
付近が設けられる。この酸素吹出管８５の長手方向他方
側端部（図１の左方）は、酸素ガスが圧縮されて充填さ
れた圧縮ガス貯蔵容器などの酸素源２００に接続され
る。酸素吹出管８５および酸素源２００を含んで、酸素
ガスを吹き込むための手段が構成される。酸素吹出管４
５の上面側には、無数の開孔（図示せず）が形成されて
おり、圧縮ガス貯蔵容器から酸素吹出管８５に供給され
た酸素ガスは、この無数の開孔から上方に向けて吹出さ
れる。吹出された酸素ガスは、第２濾過槽４８の底壁に
形成された開孔８６から、第２濾過槽内部に流入し、第
２濾過槽４８内の切削液を曝気する。

【００３９】このように、切削液を酸素ガスで曝気する
ことによって、バクテリアの活性化を抑え、液体の腐敗
を防止することができる。また、切削液中の溶存酸素量
が増加すると、鉄またはマンガンなどの金属が切削液に
溶出することが防止できる。なお、酸素ガスの吐出圧力
は０．５ｋｇｆ／ｃｍ²以下であり、さらに好ましくは
０．０５ｋｇｆ／ｃｍ²である。また、酸素吹出管８５
を結晶炭９１の下方に配置しており、酸素ガスは上方に
向けて吹出されるので、第１濾過槽４７内のコークス塊
９１の表面の凹所または気孔に捕捉された粒径の小さい
不純物が撒き上がることが防止され、不純物は自然沈降
することができる。

【００４０】第２濾過槽４８内で上昇した切削液は、流
出口である第１濾過槽４７の上方の解放口から仕切液８
２を越えて溢流して、矢符１０３に示すように第３濾過
槽４９内に上方から流入する。この第３濾過槽４９内に
は、第１濾過槽４７内に充填されているコークス塊６９
と同一のコークス塊６９が充填されている。第３濾過槽
４９内に流入した切削液に含まれる粒径の小さい不純物
は、各コークス塊６９の表面の凹所および気孔に嵌まり
込んだり、引っ掛かったりして捕捉される。このように
充填物によって不純物を捕捉するための構成を、第１，
第２濾過槽４７，４８の後段に設けることによって、前
段の濾過槽４７，４８を通過してしまった不純物を除去
することができ、確実に不純物を除去することができ
る。なお、第１濾過槽４７内へのコークス塊６９と同様
に、第３濾過槽４９内のコークス塊６９も切削液の流速
を遅くする作用を有するので、第３濾過槽４９および第
３濾過槽４９が設けられる沈降槽４５の内部に貯留され
た切削液は、ほとんど流動しない。

【００４１】このように切削液の流動が阻止されると、
コークス塊９１に捕捉された不純物は、凝集するなどし
て大きくなると、自重によって充填物から離脱し、沈降
することができる。このように不純物が自然沈降できる
ので、コークス塊９１の洗浄などのメンテナンスは不要
であり、メンテナンス性に優れている。さらに、沈降槽
４５は、有底であって上方にだけ解放しており、流入し
た切削液は、流入位置では上方から下方に流れるけれど
も、主として上層部分を水平方向に流れて溢流して流出
するので、沈降槽４５の上層部分を除く中間層部分およ
び下層部分の流体の流速は極めて小さく第２濾過槽４８
を通過して、沈降槽４５に流入しやすい微粒子状の不純
物であっても沈降して堆積する。さらに一旦体積した不
純物が流体の流れによって巻き上げられることもない。

【００４２】また、切削液が流入する位置でも切削液は
コークス塊９１に衝突しながら流入するので、流速が可
及的に低くなり、堆積した不純物６２を巻き上げること
はない。さらに液体がほぼ水平に方向に流れる位置で
は、不純物は各コークス塊９１の側部に捕捉されている
ので下方に離脱しやすく、切削液が流入する付近では不
純物はコークス塊９１の上側に捕捉されるけれども、沈
降槽４５内部よりも高速である流入速度の流体によって
洗い流されるので、この部分においても不純物は離脱し
やすい。また、このように切削液が上方から落ち込むよ
うに流入するときの衝撃によって、第３濾過槽４９およ
び沈降槽４５を振動させ、さらに第１濾過槽４７にも、
この振動が伝わり、不純物をコークス塊９１から離脱さ
せやすくすることができる。したがって前述のようにメ
ンテナンス性に優れている。このように沈降槽４５を設
けることによって、微粒子状の不純物も凝集して沈降す
ることができるうえ、本件のように容積の小さい沈降槽
４５であっても、中間層部分および下層部分の流速を極
めて低くし、不純物を堆積することができる。したがっ
て微粒子状の不純物も確実に除去することができる。さ
らに沈降槽の容積を従来のような自然沈降による沈降槽
に比べて小さくすることができるので、堆積した不純物
の除去作業も容易であり、メンテナンス性に優れてい
る。

【００４３】また、沈降槽４５に貯留された切削液の液
位は、第１貯留槽４４に貯留された切削液の液位よりも
低い。これによって、沈降槽４５の切削液が第１貯留槽
４４に逆流することが防止される。このように、切削液
の流動が防止されると、コークス塊６９表面の凹所およ
び気孔に捕捉された粒径の小さい不純物は、第３濾過槽
４９の複数の開孔８６cを通って沈降槽４５内に沈降
し、さらに沈降槽４５の下層部分に堆積物６２を形成す
る。この堆積物６２は、作業者の手作業によって掬い取
られる。このように、本実施の形態の切削液濾過装置４
１では、堆積物６２は、沈降槽４５下層部分にのみ堆積
しているので、作業者が手作業で掬い取る面積が従来技
術よりも減少し、作業者の負担が低減する。本件出願人
の試験結果によれば、従来技術の切削液濾過装置１で
は、堆積物２２の除去には５時間程度必要としていた
が、本発明の切削液濾過装置４１では、１時間程度で堆
積物６２を除去することができる上述のようにして第３
濾過槽４９で不純物が除去された切削液は、沈降槽４５
の幅方向一方壁８７の上端を矢符１０４で示すように溢
流し、第２貯留槽５０内に貯留される。この第２貯留槽
５０に貯留された切削液は、第１濾過槽４７によって切
屑などの粒径の大きな不純物が除去され、第２濾過槽４
８内の結晶炭９１によってバクテリアが殺菌され、酸素
ガスで曝気されて腐敗が防止され、かつ第３濾過槽４９
で粒径の小さな不純物をも除去された清浄な切削液であ
る。

【００４４】図１に示すように貯留槽５０は、第２仕切
壁９３によって仕切られた第１貯留室７０と第２貯留室
７１とを有する。第２貯留室７０は、第３〜第５仕切壁
９４〜９６によって仕切られた第３〜第６貯留室７２〜
７５を有する。沈降槽４５から溢流した切削液は、まず
第１貯留室７０内に貯留される。第１貯留室７０の下部
の切削液は、第２仕切壁９３の下部に形成された複数
（本実施形態では３つ）の開孔部９７から各第３〜第５
貯留室７２〜７４に流入する。

【００４５】第３貯留室７２には、水平な軸線まわりに
矢符１２０方向に回転するオイルスキーマ１１４が設け
られる。また第５仕切壁９６の上部切欠き９８には、水
平軸線まわりに矢符１０７方向に回転する風車７６が設
けられる。このオイルスキーマ１１４の回転軸と風車７
６の回転軸とには無端状のベルト６３が巻回され、オイ
ルスキーマ１１４の回転動力がベルト６３を介して風車
７６に伝達される。

【００４６】このとき、第１貯留室７０に貯留された切
削液の上面側に膜状に浮遊する切削油は、オイルスキー
マ１１４によってオイルタンク１１６に回収される。図
３はこのオイルタンク１１６を示す斜視図である。図１
および図３を参照して、オイルスキーマ１１４が矢符１
２０方向に回転すると、第３貯留室７２に貯留された切
削液の上面側に浮遊する切削油などの軽量の不純物が、
オイルスキーマ１４によって掬い取られてオイルタンク
１１６内に回収される。

【００４７】オイルタンク１１６に回収された切削液お
よび切削油は、オイルタンク１１６内部で静置されて、
油成分と水成分とに分離し、オイルタンク１１６の下層
部分の水成分は図３の矢符１４３に示すように、堰１４
２を越えて、樋１２３を通って、第１貯留室７０に戻さ
れる。これと同時に、風車７６も矢符１０７方向に回転
するので、第６貯留室７５の上層の軽量の不純物は風車
７６の羽根によって掬い取られて、第５貯留室７４に移
動し、第５貯留室７４の上層の軽量の不純物は第４仕切
壁９５の上部切欠き９８を通って第４貯留室７３に移動
し、第４貯留室７３の上層の軽量の不純物は、第３仕切
壁９４の上部切欠き９８を通って第３貯留室７２まで移
動する。

【００４８】このように風車７６によって、切削液が流
動するので、第３貯留室７２の下層の切削液は、第３仕
切壁９３の下部切欠き９９を通って第４貯留室７３に移
動し、第４貯留室７３の下層の切削液は、第４仕切壁９
５の下部切欠き９９を通って第５貯留室７４に移動し、
第５貯留室７４の下層の切削液は、第５仕切壁９６の下
部切欠き９９を通って第６貯留室７５に移動する。上述
のようにして、ポンプ１２に接続される配管１８の一端
部が挿入される第６貯留室７５には、切削油、切屑およ
び金属粉末などの不純物が除去された清浄な切削液のみ
が貯留される。

【００４９】第６貯留室７６に貯留された清浄な切削液
がポンプ１１２によって汲上げられる。このポンプ１１
２は沈降槽４５の外部に配置された状態で切削液を汲み
上げるので、ポンプ１１２が駆動したときにポンプ１１
２が不純物を撒き上げることがない。ポンプ１１２と第
６貯留室７６とを接続する第１配管１１８にはサクショ
ンフィルタ１１３が介在され、このサクションフィルタ
１１３によって前述した第１〜第３濾過槽４７〜４９お
よび沈降槽４５で除去されなかった不純物を除去するこ
とができる。なお、このサクションフィルタ１１３は、
たとえば１００メッシュ（１４７μｍ以上の微粒子を捕
捉可能）のものが使用される。サクションフィルタ１１
３によって微粒子が完全に濾過された切削液が、矢符１
１９に示すように第２配管１２６を通って加工室１５０
の切削装置にまで供給される。

【００５０】また、第１配管１１８にはバイパス管路１
２８がサクションフィルタ１１３をバイパスして接続さ
れ、ポンプ１１２側の圧力が第６貯留室７６側の圧力よ
りも所定の圧力差を有して低くなったときに開く逆止弁
１２７が介在されている。

【００５１】以上のように、本発明の切削液濾過装置４
１では、サクションフィルタ１１３を切削液が通過する
までに、第１〜第３濾過槽４７〜４９および沈降槽４５
によって微粒子をほとんど除去しているので、サクショ
ンフィルタ１１３が目詰まりするまでの期間が長くな
る。これによって、サクションフィルタ１３のメンテナ
ンスを頻繁に行う必要がない。本件出願人の試験結果に
よれば、従来技術の切削液濾過装置１では一週間に一回
程度の割合でサクションフィルタ１３を交換する必要が
あったのに対して、本件の切削液濾過装置４１では一ヶ
月に一回程度の割合でサクションフィルタ１１３を交換
するだけで良い。

【００５２】また、加工室１５０の切削装置に供給され
る切削液は、ほとんど不純物を含んでいないので、この
切削液が吐出されるフライス盤のフライスカッタおよび
エンドミルなどの工具の寿命が長くなる。これによっ
て、切削加工後の製品に「ムシレ」などと呼ばれる表面
が粗くなる現象が生じることがない。また、従来技術の
切削液濾過装置１では、第１沈降槽４で粒径の小さな不
純物をほとんど除去することができなかったが、本実施
の形態の切削液濾過装置４１では、第１濾過槽４７およ
び第２濾過槽４８においても、この粒径の小さな不純物
を除去することができるので、沈降槽４５の下層部分に
堆積する堆積物６２の量が低減する。これによって、作
業者がこの堆積物６２を除去するまでの時間が長くな
り、作業者の負担が低減する。本件出願人の試験結果に
よれば、従来技術の切削液濾過装置１では、堆積物２２
は６カ月に１回の割合で除去しなければならなかった
が、本発明の切削液濾過装置４１では、１２カ月に１回
の割合で堆積物６２を除去するだけでよいことが確認さ
れている。また、結晶炭９１および酸素ガスによって切
削液の腐敗が防止されているので、作業環境が悪化する
といったことが防止される。また、上述のように、切削
液の腐敗が防止されているので、この切削液を何回も繰
返し循環使用することができるので、切削液の消費量が
節約できる。

【００５３】また、以上の説明は、切削液として水溶性
の切削油を水に希釈したものが使用されているとして説
明したが、切削液として鉱物油あるいは潤滑油などが用
いられている場合では、切削液の腐敗が生じないので、
沈降槽４８、結晶炭９１および酸素吹出炭８５を省略す
ることができる。

【００５４】また、コークス塊６９に変えて、表面に凹
凸を有する牡蠣の殻および珊瑚を充填してもコークス塊
６９と同様の効果を達成することができる。コークス塊
６９は安価であり、容易に入手できるといった利点を有
する。

【００５５】また、本発明の切削液濾過装置４１では上
述したように、粒径の小さな不純物まで除去することが
できるので、従来技術の切削液濾過装置１で必要であっ
た強磁性材料を除去するためのマグネットクリーナ１５
を必要としない。

【００５６】また、本発明の切削液濾過装置４１は水溶
性切削油を水に希釈した切削液のみならず、鉱物油など
の切削液に対しても好適に使用できる。

【００５７】また、本発明の液体濾過装置は、切削液の
みならず、研削液および研磨液などの液体に対しても好
適に使用できる。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、不純物を含む液体は、
濾過槽の内部を下方から上方に向けて流れるので、流速
を低くすることができる。この濾過槽の内部には、充填
物が充填されており、液体中の不純物は充填物の表面の
凹所および気孔に嵌まり込んだり、引っ掛かったりして
捕捉される。このように流速が低いので、充填物によっ
て、不純物は効率よく、かつ精度よく除去される。ま
た、液体が濾過槽を通過するときの流速が低いので、液
体は重力に逆らって不純物を上方まで運ぶことができ
ず、充填物の表面の凹所に捕捉されていた不純物は、凝
集するなどして大きくなると、自重によって充填物から
離脱して沈降する。このように不純物がある程度充填物
に捕捉されると、不純物が自然に離脱するので、充填物
の洗浄などのメンテナンスは不要でありメンテナンス性
に優れている。また結晶炭の有する殺菌作用によって液
体中のバクテリアが殺菌される。これによって、液体が
水溶性であっても、液体の腐敗が防止される。

【００５９】また本発明によれば、濾過槽の内部に設け
られた邪魔板によって、液体は濾過槽の内部を長い距離
に渡って通過する。これによって、液体が濾過槽を通過
するときに不純物が充填物に捕捉されやすくなる。

【００６０】

【００６１】また本発明によれば、酸素吹出手段から酸
素ガスが吹き出されて液体が曝気される。これによって
液体が水溶性の液体である場合、バクテリアの活性化を
抑え、液体の腐敗を防止することができる。

【００６２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の切削液濾過装置４１の
主要構成を示す断面図である。

【図２】切削液濾過装置４１の簡略化した斜視図であ
る。

【図３】オイルタンク１１６を示す斜視図である。

【図４】従来技術の切削液濾過装置１の主要構成を示す
断面図である。

【図５】従来技術の切削液濾過装置１の簡略化した斜視
図である。

【符号の説明】

１，４１切削液濾過装置２，１５０加工室６，４６コンベア１２，１１２ポンプ１３，１１３サクションフィルタ４４第１貯留槽４５沈降槽４７第１濾過槽４８第２濾過槽４９第３濾過槽５０第２貯留槽６９コークス塊８５酸素吹込管９１結晶炭

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】流入口および流入口よりも上方の流出口
が形成される濾過槽の内部に、表面に凹凸を有する複数
の充填物が充填されるとともに、結晶炭片が設けられ、不純物を含む液体が、前記濾過槽の内部を流入口から流
出口へ通過すること特徴とする液体濾過装置。
【請求項２】前記濾過槽の内部には、下層側部分に充
填物が充填され、上層側部分に結晶炭片が設けられ、充填物が充填される下層側部分に、液体の流れの方向を
変えるための邪魔板が設けられることを特徴とする請求
項１記載の液体濾過装置。
【請求項３】液体に酸素ガスを吹き込むための酸素吹
出手段が設けられることを特徴とする請求項１または２
記載の液体濾過装置。