JP3543100B2 - チップコンベアにおける濾過装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械から排出される切削屑等の廃棄物を搬送するためのチップコンベアにおいて、廃棄物を含んだクーラント液(廃液)を濾過する濾過装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の濾過装置としては、例えば工作機械から排出される廃液としてのクーラント液を濾過するものがある。すなわち、この濾過装置は、廃棄物としての切削屑を含むクーラント液が連続して投入される処理槽を備えている。この処理槽内にはクーラント液の液面に浮遊する浮遊切削屑と、液面下に沈降する沈降切削屑とを排出部に搬送するコンベア本体が設けられている。このコンベア本体の上部にはクーラント液を濾過する回転ドラムが設けられ、回転ドラムの外周には複数のスクレーパが設けられている。そして、回転ドラムが回転すると、浮遊切削屑はスクレーパにより掻き上げられてコンベア本体の切削屑回収位置へと運ばれる。その後、浮遊切削屑はコンベア本体にてその排出部へ搬送される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記濾過装置においては、回転ドラムの周囲にメッシュ状の濾過膜を装着し、該濾過膜を透過したクーラント液を処理槽の外部に排出して貯留槽に一時的に貯留し、該貯留槽からポンプにより汲み上げられた濾過後のクーラント液を工作機械に供給するようになっている。そのため、濾過装置の体積が大きく、設置スペースを小さくすることができないという問題があった。
【0004】
又、回転ドラムに装着された濾過膜に付着した切削屑は、回転ドラムの回転運動により、排出部へと分離されて移送されるが、濾過膜に付着した付着力の強い切削屑は容易に離れることはなく、従って、濾過膜の目詰まりを除去するための保守点検作業を頻繁に行う必要があった。
【0005】
この発明の目的は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、設置スペースを低減することができるとともに、濾過膜に付着した切削屑等を容易に除去して、その保守点検作業を少なくすることができるチップコンベアにおける濾過装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、工作機械から廃液とともに排出される廃棄物を受取位置から排出位置に搬送するコンベア本体と、前記コンベア本体の廃液貯留槽から外部に排出される廃液を濾過する濾過装置とを備えたチップコンベアにおいて、前記廃液貯留槽の廃液の排出口又は排出通路と対応して設けたフラット状の可動濾過体と、前記可動濾過体を濾過位置と付着廃棄物分離位置との間で切り換えるための位置切換手段と、前記付着廃棄物分離位置に切り換えられた可動濾過体に付着している廃棄物を分離して前記廃液貯留槽に還元するための付着廃棄物の分離・還元手段とにより構成され、前記可動濾過体は回転濾過体であって、該回転濾過体は位置切換手段としての回転駆動機構により所定位置において連続的に又は間欠的に回転するように構成され、前記排出口又は排出通路の周縁と前記回転濾過体の周縁との間には、少なくとも濾過位置に保持された回転濾過体の周縁をシールするシール機構が介在され、前記シール機構は、ケーシング内に収容されるとともにシールリップをそれぞれ備えてなる前記廃液貯留槽側の第1のシールリング及び外部側の第2のシールリングから構成され、前記回転濾過体の外周部が第1のシールリング及び第2のシールリングの間に摺動可能に介在されるとともに第1のシールリング及び第2のシールリングのシールリップ間に挟入接触されることにより前記回転濾過体の周縁の両側面にそれぞれシールリップが接触され、前記第1のシールリップは、回転濾過体の周縁の側面に押圧されるように湾曲形成され、前記第2のシールリップは、廃液の圧力により回転濾過体の周縁の側面に押圧されるように湾曲形成されていることを要旨とする。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記廃液貯留槽の側壁には廃液の排出口が形成され、該排出口と対応して前記可動濾過体が縦方向に、かつ濾過位置と該濾過位置よりも上方の付着廃棄物分離位置との間で位置切り換え可能に装着されていることを要旨とする。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2において、前記付着廃棄物の分離・還元手段は、付着廃棄物分離位置に移動された前記可動濾過体に対し付着廃棄物を噴射流体により分離するように構成されていることを要旨とする。
【0011】
請求項4に記載の発明は、請求項3において、前記可動濾過体により濾過された廃液を貯留する濾過液貯留槽からポンプにより汲み上げられた濾過廃液を噴射流体として用いるように構成されてことを要旨とする。
【0012】
請求項5に記載の発明は、請求項4において、前記ポンプは工作機械に濾過廃液を供給するポンプを兼用するように構成されているいることを要旨とする。
【0013】
請求項6に記載の発明は、請求項2において、前記コンベア本体を構成するトラフは、前記廃液貯留槽を兼用する受取部と、該受取部から上昇する上昇部と、該上昇部の上端部に設けられた排出部とにより構成され、該トラフの内部には所定位置において上下二段の案内レールに沿って周回するように無端状の搬送体が配設され、前記受取部の側壁には、前記搬送体の上側の往行部と下側の復行部との空間に進入した廃液を外部に排出する排出口が設けられていることを要旨とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を工作機械に使用されるチップコンベアの濾過装置に具体化した一実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。
【0017】
最初に、図5及び図6に基づいてチップコンベアの概要を説明すると、工作機械11の付近には濾過されたクーラント液を貯留する貯留槽12が設けられている。この貯留槽12と工作機械11の間にはポンプ13と配管14が設けられ、クーラント液を工作機械11の切削機構部Kに供給するようになっている。工作機械11には配管15及び樋16が設けられ、切削機構部Kから廃棄された切削屑をクーラント液とともに、チップコンベア17に供給するようになっている。このチップコンベア17にはクーラント液を濾過して前記貯留槽12に還元するための濾過装置18が二箇所に設けられている。
【0018】
そこで、前記チップコンベア17及び濾過装置18の構成を順次説明する。
チップコンベア17を構成するトラフ21は、下部において水平に延びる受取部22と、その受取部22の下流端から上方へ傾斜するように延びる上昇部23と、その上昇部23の上端から下方へ延びる排出部24とにより構成されている。前記トラフ21の受取部22及び排出部24内にはスプロケット25,26が回転可能に支持され、それらのスプロケット25,26間には無端状の搬送体27が掛装されている。この搬送体27は、図1に示すように前記トラフ21の左右両側壁の内側に装着した上部案内レール28及び下部案内レール29に沿って案内移動される。前記搬送体27は多数のフラッパ30を連結軸31により屈曲可能に連結して構成されている。そして、前記各連結軸31の両端部に嵌合した案内ローラ32を前記上部案内レール28及び下部案内レール29に転動接触させている。さらに、図示しないモータの駆動により搬送体27は受取部22、上昇部23、排出部24に沿って図5に示す反時計回り方向へ周回するようになっている。
【0019】
前記受取部22の基端部、つまり廃棄物受取位置αと対応して前記樋16が配置されている。前記受取部22は樋16から切削屑とともに供給された廃液を貯留する廃液貯留槽22aを備えている。
【0020】
前記フラッパ30には搬送スクレーパ30aが設けられており、搬送体27の上面に堆積した切削屑を廃棄物受取位置αから、受取部22の下流端側の廃棄物回収位置βへ搬送するようになっている。この廃棄物回収位置βは浮遊切削屑回収位置としての機能を有している。
【0021】
次に、前記受取部22の一側壁部に装着された一対の濾過装置18について説明する。なお、両濾過装置18は構成が同じであるため、図5の右側の濾過装置18について説明する。
【0022】
図1に示すように受取部22(廃液貯留槽22a)の右側壁部には、前記廃棄物受取位置αに近接するようにクーラント液の排出口33が形成されている。そして、前記搬送体27の上部案内レール28に支持される上側部、つまり搬送体27の往行部27aと、下側に位置する搬送体27の復行部27bとの間に形成される空間R内のクーラント液を前記クーラント液の排出口33を通して前記貯留槽12側に排出するようになっている。
【0023】
図1に示すように前記受取部22の右側壁の外面には、前記クーラント液の排出口33と対応するように円板状をなすホルダー34が溶接等により固定されている。このホルダー34には、前記クーラント液の排出口33と対応して開口部34aが形成されている。前記ホルダー34の上端部右側面には取付板35がブラケット36により取り付けられている。ブラケット36はホルダー34にボルト37により固定され、取付板35とブラケット36は溶接固定されている。前記取付板35の下端部には回転軸38が支持されている。この回転軸38は前記取付板35に対しボルト41により取り付けられた一対の取付筒39と、該取付筒39に収容された一対のラジアルベアリング40とにより支持されている。
【0024】
前記回転軸38の先端部には濾過用ディスクプレート42が装着されている。この濾過用ディスクプレート42は図3に示すように三つの部材43、46、47を組み合わせて構成されている。第1の部材である取付枠43は内側リング部43a、外側リング部43b及び前記内側及び外側リング部43a,43b間に放射状に接続された複数のスポーク部43cとにより構成され、例えば板材によりプレス成形される。そして、図4に示すように前記内側リング部43aの中心部に溶接固定したボス部44を前記回転軸38に嵌合してボルト45により固定している。
【0025】
前記濾過用ディスクプレート42を構成する第2の部材である濾過膜46は、ステンレス製の篩い(100メッシュ:篩い目の開きが0.149mm)により構成されている。前記濾過用ディスクプレート42を構成する第3の部材である挟着枠47は、前記取付枠43とほぼ同外形状にプレス成形されている。前記挟着枠47は内側リング部47a、外側リング部47b、放射状の複数のスポーク部47c及び各スポーク部47cに取り付けた補強リブ47dにより構成されている。前記取付枠43と挟着枠47は濾過膜46を挟着した状態で複数のボルト48により締め付け固定されている。
【0026】
次に、前記濾過用ディスクプレート42の外周部に対応するように前記ホルダー34及び取付板35に設けられたシール機構51について説明する。
前記ホルダー34の右側面には全体として円環状をなすケーシング52が図示しないパッキンを介してボルト54により取り付けられている。前記ケーシング52内には円環状をなす第1シールリング55と第2シールリング56が収容されている。第1シールリング55は、前記ホルダー34に溶接した取付リング57の外周面に嵌合保持されている。前記濾過用ディスクプレート42の外周部は、ケーシング52と取付リング57とにより形成される隙間からケーシング52内に進入され、両シールリング55及び56に形成したシールリップ55a、56aに挟入接触されている。そして、排出口33から貯留槽12へ流動するクーラント液が濾過用ディスクプレート42の外周縁を迂回しないで濾過膜46
を通過するようにしている。
【0027】
次に、濾過用ディスクプレート42を回転駆動する回転駆動機構61について説明する。
図1に示すように、前記取付板35の左側面にはモータ62が横向きに固着され、そのモータ62の出力軸63には駆動スプロケットホイール64が取り付けられている。前記回転軸38の一端部(図1において右端部)には被動スプロケットホイール65が嵌合固定され、前記駆動スプロケットホイール64との間にチェーン66が掛装されている。従って、前記モータ62が作動されると駆動スプロケットホイール64、チェーン66、被動スプロケットホイール65及び回転軸38を介して濾過用ディスクプレート42が連続的に又は間欠的に回転される。このため濾過用ディスクプレート42の濾過膜46が前記排出口33と対応する濾過位置P1と、それよりも上方の付着廃棄物分離位置P2との間で位置切り換えされる。
【0028】
前記取付板35には前記駆動スプロケットホイール64、被動スプロケットホイール65及びチェーン66を覆うようにカバー72が取り外し可能に装着されている。図2に示すように取付板35には、左右一対の係止ピン69が紙面と直交する水平方向に立設され、カバー72の左右両側壁面に取り付けた一対のフック70を前記係止ピン69に係止することによりカバー72が取り外し可能に装着されている。
【0029】
次に、前記付着廃棄物分離位置P2に回転移動された濾過膜46に付着されている切削屑を濾過膜46から分離して前記受取部22側に還元するためのチップの分離・還元機構(手段)71について説明する。
【0030】
前記取付板35には、付着廃棄物分離位置P2と対応するように給液筒73が溶接等により固定されている。この給液筒73には給液管74が接続されている。この給液管74は前記配管14から分岐された分岐管14aに接続されている。前記給液筒73と対応する取付板35にはクーラント液を濾過膜46に向かって噴射する噴射孔35aが形成されている。
【0031】
前記ホルダー34には前記付着廃棄物分離位置P2と対応するように開口部34bが形成され、濾過膜46に付着された切削屑が分離されて前方(図1の左方)へ還元されるようになっている。前記ホルダー34の左側面には前記開口部34bと対応するようにチップ案内筒75が設けられ、分離された切削屑を受取部22側に案内して還元するようになっている。
【0032】
次に、前記のように構成したチップコンベア17及び濾過装置18についてその動作を説明する。
図5、6において工作機械11から廃棄される切削屑はクーラント液とともに樋16によりチップコンベア17の受取部22の廃棄物受取位置αに供給される。廃棄物受取位置αにおいてクーラント液から下方に沈む切削屑は搬送体27の往行部27a上に堆積されて周回する搬送体27により廃棄物回収位置β側に搬送される。又、クーラント液に浮遊する切削屑は、廃棄物回収位置βにおいて搬送スクレーパ30aにより上昇部23に沿って上昇され、排出部24から排出される。
【0033】
図1に示す受取部22において、搬送体27の往行部27aと復行部27bとにより空間Rが形成される。この空間R内には往行部27aによって排出されなかった微細な切削屑の一部が複数のフラッパ30の隙間から侵入し、前記クーラント液の排出口33を通して濾過装置18の濾過用ディスクプレート42に供給される。クーラント液の排出口33を通ったクーラント液は回転する濾過用ディスクプレート42の濾過膜46を通って貯留槽12内に流れる。このとき、濾過膜46により微細な切削屑が捕捉されるので、貯留槽12内には濾過されたクーラント液が貯留される。前記濾過用ディスクプレート42はモータ62によって所定の速度で連続的に又は間欠的に回転されるので、濾過位置P1において捕捉された切削屑は付着廃棄物分離位置P2に移動される。そして、ポンプ13により汲み上げられたクーラント液が分岐管14aから給液管74を通して給液筒73内に供給され、取付板35の噴射孔35aから濾過膜46に向かって噴射される。このため濾過膜46に付着している切削屑が分離されてチップ案内筒75内を通って受取部22の廃棄物受取位置αに排出される。
【0034】
なお、工作機械11から排出されるクーラント液が多い場合には、廃液貯留槽22a内のクーラント液面が高くなって搬送体27が没入されるが、少ない場合には搬送体27が露出される。
【0035】
次に、前記のように構成した濾過装置18の効果を構成とともに列記する。
(1)前記実施形態では、受取部22の廃液貯留槽22aから排出されるクーラント液を濾過するフラット状の可動濾過体として濾過用ディスクプレート42を用いたので、その設置スペースを小さくすることができる。
【0036】
(2)前記実施形態では、受取部22の廃液貯留槽22aの側壁に対し前記搬送体27の往行部27aと復行部27bとの間の空間Rと対応してクーラント液の排出口33を形成したので、搬送体27の往行部27aによって搬送されなかった一部の切削屑を濾過用ディスクプレート42に供給することができ、このため過剰に切削屑が濾過膜46に付着するのを防止することができる。
【0037】
(3)前記実施形態では、濾過用ディスクプレート42の外周部にシール機構51を設けたので、クーラント液の排出口33から貯留槽12に誘導するクーラント液のチップを濾過する効率を向上することができる。
【0038】
(4)前記実施形態では、シール機構51を第1シールリング55と第2シールリング56により形成し、そのシールリップ55aとシールリップ56aの間に濾過用ディスクプレート42の外周部を摺動可能に介在させたので、シール性能を向上することができる。すなわち、図4において、第1シールリング55のシールリップ55aにはケーシング52内へ進入しようとするクーラント液の上流側の圧力により外側リング部47bの表面から該シールリップ55aの先端部を浮上させようとする力が作用する。しかし、第2シールリング56のシールリップ56aは外側リング部43bの表面にシールリップ56aを押圧するようにクーラント液の圧力が作用して、シールリップ56aによりケーシング52内の圧力が高くなる。このため、シールリップ55aの上流側に作用する圧力と下流側に作用する圧力の差が小さくなり、シールリップ55aが外側リング部47bから浮上し難くなり、適正なシール性を確保することができる。
【0039】
(5)前記実施形態では、付着廃棄物の分離・還元手段として、濾過膜46に濾過されたクーラント液を噴射するように構成したので、付着廃棄物を効率よく分離して受取部22の廃棄物受取位置αに還元することができる。
【0040】
(6)前記実施形態では、貯留槽12内のクーラント液をポンプ13により配管14、分岐管14a及び給液管74を介して噴射孔35aに導くようにしたので、一つのポンプ13により貯留槽12内の濾過されたクーラント液を付着廃棄物の分離作業に有効に利用することができる。
【0041】
次に、この発明の別の実施形態を説明する。
【0046】
○ 図示しないが、付着廃棄物の分離・還元手段として、エアを濾過膜46に吹き付けるようにしても良い。この場合には、構造を簡素化することができる。○ 図示しないが、第1シールリング55のシールリップ55aの傾斜方向を逆にしてもよい。この場合には、シール性能がさらに高くなる。
【0047】
○ コンベア本体を構成する搬送体27として、スクリューコンベア、ベルトコンベア、バケットコンベア或いはその他の搬送手段を用いてもよい。
○ 図示しないが、濾過用ディスクプレート42の配置個所は、排出口33以外に該排出口33に接続された排出通路であってもよい。
【0048】
○ 前記濾過膜46は例えば16〜200メッシュの範囲に設定してもよい。
【0049】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1〜6記載の発明は可動濾過体の設置スペースを小さくすることができるとともに、可動濾過体に付着している廃棄物を効率よく廃液貯留槽に還元することができる。また、シール機構により可動濾過体による濾過効率を向上することができる。また、シール機構として第1のシールリップ及び第2のシールリップを用いて可動濾過体の周縁の両端面にそれぞれ接触させたので、簡単な構成によりシール性を確保することができる。また、第1のシールリップが可動濾過体の周縁の側面に押圧されるように湾曲形成され、第2のシールリップが廃液の圧力により可動濾過体の周縁の側面に押圧されるように湾曲形成されているので、シール性能を向上することができる。
【0050】
請求項2記載の発明は、廃液貯留槽の側壁に廃液の排出口を設けて、該排出口に可動濾過体を縦方向に、かつ濾過位置とそれよりも上方の付着廃棄物分離位置との間で位置切り換え可能に装着したので、可動濾過体の装着を廃液貯留槽の側壁を利用して容易に取り付けることができる。
【0051】
請求項1記載の発明は可動濾過体が回転濾過体であるので、位置切り換え手段として回転駆動機構を用いて容易に位置切り換えすることができる。
【0053】
請求項3記載の発明は、可動濾過体に付着した付着廃棄物を噴射流体により容易に分離することができる。
請求項4記載の発明は、濾過液貯留槽からポンプにより濾過廃液を噴射流体として用いるので、濾過廃液を有効に利用することができる。
【0054】
請求項5記載の発明は、工作機械に濾過廃液を供給するポンプにより噴射流体を供給するようにしたので、部品点数を低減して構造を簡素化することができる。
【0055】
請求項6記載の発明は、無端状の搬送体の上側の往行部と下側の復行部との空間に進入した廃液を外部に排出する排出口を設けたので、可動濾過体に移動する廃液中に含まれる切削屑の量を少なくして、可動濾過体の濾過作業を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を具体化したチップコンベア及び濾過装置の縦断面図。
【図2】濾過装置の正断面図。
【図3】濾過装置の関連部品の分解斜視図。
【図4】濾過装置の要部拡大縦断面図。
【図5】チップコンベア及び濾過装置の正断面図。
【図6】チップコンベア及び濾過装置の略体平面図。
【符号の説明】
11…工作機械、12…貯留槽、13…ポンプ、17…チップコンベア、18…濾過装置、21…トラフ、22…受取部、23…上昇部、24…排出部、25,26…スプロケット、27…搬送体、28…上部案内レール、29…下部案内レール、30…フラッパ、33…クーラント液の排出口、34…ホルダ、35…取付板、35a…噴射孔、38…回転軸、42…濾過用ディスクプレート、43…取付枠、46…濾過膜、47…挟着枠、51…シール機構、52…ケーシング、55,56…第1,第2シールリング、55a、56a…シールリップ、61…回転駆動機構、62…モータ、71…チップ分離還元機構、73…給液筒、74…給液管、75…チップ案内筒。
Claims (6)
- 工作機械から廃液とともに排出される廃棄物を受取位置から排出位置に搬送するコンベア本体と、
前記コンベア本体の廃液貯留槽から外部に排出される廃液を濾過する濾過装置とを備えたチップコンベアにおいて、
前記廃液貯留槽の廃液の排出口又は排出通路と対応して設けたフラット状の可動濾過体と、
前記可動濾過体を濾過位置と付着廃棄物分離位置との間で切り換えるための位置切換手段と、
前記付着廃棄物分離位置に切り換えられた可動濾過体に付着している廃棄物を分離して前記廃液貯留槽に還元するための付着廃棄物の分離・還元手段とにより構成され、
前記可動濾過体は回転濾過体であって、該回転濾過体は位置切換手段としての回転駆動機構により所定位置において連続的に又は間欠的に回転するように構成され、
前記排出口又は排出通路の周縁と前記回転濾過体の周縁との間には、少なくとも濾過位置に保持された回転濾過体の周縁をシールするシール機構が介在され、
前記シール機構は、ケーシング内に収容されるとともにシールリップをそれぞれ備えてなる前記廃液貯留槽側の第1のシールリング及び外部側の第2のシールリングから構成され、
前記回転濾過体の外周部が第1のシールリング及び第2のシールリングの間に摺動可能に介在されるとともに第1のシールリング及び第2のシールリングのシールリップ間に挟入接触されることにより前記回転濾過体の周縁の両側面にそれぞれシールリップが接触され、
前記第1のシールリップは、回転濾過体の周縁の側面に押圧されるように湾曲形成され、前記第2のシールリップは、廃液の圧力により回転濾過体の周縁の側面に押圧されるように湾曲形成されていることを特徴とするチップコンベアにおける濾過装置。 - 請求項1において、前記廃液貯留槽の側壁には廃液の排出口が形成され、該排出口と対応して前記可動濾過体が縦方向に、かつ濾過位置と該濾過位置よりも上方の付着廃棄物分離位置との間で位置切り換え可能に装着されているチップコンベアにおける濾過装置。
- 請求項1又は2において、前記付着廃棄物の分離・還元手段は、付着廃棄物分離位置に移動された前記可動濾過体に対し付着廃棄物を噴射流体により分離するように構成されているチップコンベアにおける濾過装置。
- 請求項3において、前記可動濾過体により濾過された廃液を貯留する濾過液貯留槽からポンプにより汲み上げられた濾過廃液を噴射流体として用いるように構成されているチップコンベアにおける濾過装置。
- 請求項4において、前記ポンプは工作機械に濾過廃液を供給するポンプを兼用するようにチップコンベアにおける濾過装置。
- 請求項2において、前記コンベア本体を構成するトラフは、前記廃液貯留槽を兼用する受取部と、該受取部から上昇する上昇部と、該上昇部の上端部に設けられた排出部とにより構成され、該トラフの内部には所定位置において上下二段の案内レールに沿って周回するように無端状の搬送体が配設され、前記受取部の側壁には、前記搬送体の上側の往行部と下側の復行部との空間に進入した廃液を外部に排出する排出口が設けられているチップコンベアにおける濾過装置。
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