JP4906125B2

JP4906125B2 - フィルタ装置

Info

Publication number: JP4906125B2
Application number: JP2008288370A
Authority: JP
Inventors: 康名横井; 利明加藤; 博之伊藤; 義展伊藤; 郁人横井
Original assignee: Anlet Co Ltd
Current assignee: Anlet Co Ltd
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2008-11-11
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2028-11-11
Also published as: JP2010115567A

Description

本発明は、工作機械における部品の切削加工時に発生する粒径約０．１〜１０ミクロンの大きさのオイルミストの捕集に適するフィルタ装置に関する。

マシニングセンタ、ＣＮＣ旋盤等の工作機械では、密閉された加工室（ワークルーム）内でプログラムに基づいて自動的に作動する切削工具によって金属材料によりなる被加工物に穴あけ、ネジ切り、研削等の加工を施し、加工時に冷却用切削液から発生するオイルミストを加工機に付設されたミスト捕集装置により捕集するように構成されている。かかる用途に用いられるミスト捕集装置については、フィルタ方式、デミスタ方式、衝突板方式、電気集塵方式等の各種構造のものが知られている。

特許文献１には、モータ装置によりフィルタを回転させることによりケース内に吸引される空気中の粒径が１ミクロン程度の微細なオイルミストを除去することができるミスト類の捕集装置が開示されている。

また、特許文献２には、吸込口の内方に設ける円板形の衝突板、第１セパレータ、マット形態の第１フィルタ、円筒形の第２フィルタを外装した第２セパレータ、第２セパレータの中心部でモータによって駆動回転される吸込みファンをケーシング内に順に配置し、吸込口から入ったミストを衝突板に衝突させて油滴化し、衝突板で除去できないミストを第１セパレータの旋回流によって回収し、吸込みファンの遠心力作用により空気と一緒にミストを第２セパレータに衝突させて油滴下して回収する構造とされたミストコレクターが開示されている。

工作機械における部品の切削加工時に切削液から発生するオイルミストは、粒径約０．１〜１ミクロンの微細な大きさであるため、これを完全に回収することは困難とされている。何れにしても、発生したミスト類を効率的に処理しなければ、作業環境の快適化や作業者の健康面での安全を図ることは困難であると言えよう。
特開２００６−３１４８７８号公報特開２００６−８８０５２号公報

本発明の目的は、工作機械における部品加工時に切削液から発生する粒径約０．１〜１０ミクロンのオイルミストの捕集に適するフィルタ装置を提供することにある。

前記目的を達成するために請求項１に記載した発明は、ミストを含む空気を導入する吸気口と排気口を備えた有底筒形状のケース本体の上方開口部にカバーを着脱可能に設け、そのケース本体内に該排気口を囲むように配置した内側フィルタと当該内側フィルタを囲むように配置した外側フィルタを設け、
その内側フィルタは、多数の小穴が形成された筒部材の外周部に、ろ過可能な粒子径が０．１〜１μｍである襞状不織布からなる筒形フィルタを装着され、
その外側フィルタは、多数の小穴が形成された内筒部材の外周部に、ポリプロピレン繊維を素材とする不織布からなる２層若しくは３層の第１油吸着材と、ろ過可能な粒子径が０．３〜１μｍである所定厚さの極細繊維電石不織布からなる１〜３層の電石フィルタと、ポリプロピレン繊維を素材とする不織布からなる３〜５層の第２油吸着材を順に重ねるように巻装し、さらに多数の小穴が形成された外筒部材を第２油吸着材に外装してなり、
前記排気口を吸入手段の吸込み側に取り付けるように構成したことを特徴とする。

同様の目的を達成するために請求項２に記載した発明は、請求項１に記載のフィルタ装置において、前記外側フィルタの外筒部材の外側に、網目寸法が１５０メッシュ程度の金網を１〜３回巻くように設けたことを特徴とするものである。

同様の目的を達成するために請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載のフィルタ装置において、前記ケースの底部にドレン口を設け、そのドレン口にドレンタンクを付設したことを特徴とするものである。

（請求項１の発明）
このフィルタ装置は、ルーツ式ブロワ等の真空度−３〜−３０ｋＰａを有する吸入手段の吸込み側に取り付ける構造であり、工作機械における部品の切削加工時に発生する粒径約０．１〜１０ミクロンのオイルミストの捕集を効率的に行なうことができ、フィルタの清掃や交換作業等の保守管理が行ない易い。

（請求項２の発明）
このフィルタ装置は、網目寸法が１５０メッシュ程度の金網を外側フィルタの外筒部材の外側に１〜３回巻装する構成としており、微細なオイルミストの捕集に効果を有する。

（請求項３の発明）
このフィルタ装置は、ケースの底部に設けたドレン口にドレンタンクを備えており、ドレンタンクに貯まるドレンを適時に回収できるので利便性がよい。

以下に、本発明の最良の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るフィルタ装置の縦断側面図、図２は同、横断面図、図３は同、要部を断面にして示す斜視図、図４はフィルタ装置の捕集性能を示すグラフ（１）、図５はフィルタ装置の捕集性能を示すグラフ（２）である。

本発明に係るフィルタ装置１は、真空度−３〜−３０ｋＰａを有するルーツ式ブロワ等の吸入手段の吸込み側に装着されるものである。
このフィルタ装置１のケース本体２は、図１に示すように、上方を開放した有低筒形状とされ、その底部３の中心に排気口４を備えた排気管５が一体に設けられている。ケース本体２内には、排気口４を囲むように配置された内側フィルタ２５と、その内側フィルタ２５を囲むように同心状に配置された外側フィルタ４０が設けられている。

６は排気管５の先端に一体に設けられたフランジ、７はケース本体２の底部３の適宜位置に形成したドレン口である。ケース本体２の外周部８には、ミストを含む空気を導入する吸気口１０を備えた吸気管１１を横向きに設けている。１２は吸気管１１のフランジ、１３は吸気管１１に設けられた真空ゲージ（図示せず）の接続口である。

１５はケース本体２の外周部８に等角度間隔に設けられた数個の支持突部、１６は各支持突部１５に起伏可能に設けられたボルトである。ケース本体２の上方開口部２ａには、リング形パッキン１９が装着されている。円形状カバー２１の周縁部には、上記ボルト１６に夫々対応するように同数個の係止片２２を設けている。そして、円形状カバー２１は、各々の係止片２２にボルト１６を夫々通して蝶ナット１７を締め付けることによりケース本体２に固定されるように設けられている。

（内側フィルタ）
図１に示すように、内側フィルタ２５は、ケース２の外周部８よりも少し低い高さに設けられている。図３に示すように、内側フィルタ２５の筒部材３１は、多数の小穴３２が形成されており、前記排気管５の内端部に形成されたフランジ２６の上に排気口４を囲むように配置されている。筒部材３１の外周部には、ろ過可能な粒子径が０．１〜１μｍ、この実施例では表面にテフロン（登録商標）をコーティング処理されたろ過可能な粒子径が０．３μｍである襞状不織布からなる筒形フィルタ３５が装着されている。筒形フィルタ３５は、フランジ２６の周縁部に設けられた４本のボルト２７に通された円板形状のカバー３８をナット２８によって締め付けることにより固定されるように設けられている。

筒形フィルタ３５とフランジ２６との間、及び筒形フィルタ３５とカバー３８との間には、所定厚さのリングパッキン３６，３７が介在されている。

（外側フィルタ）
図１に示すように、外側フィルタ４０は、前記内側フィルタ２５を囲むように同心状に配置され、ケース本体２の外周部８とほぼ同じ高さに設けられている。図３に示すように、外側フィルタ４０の内筒部材４１には、多数の小穴４２が形成され、その外周部に、ポリプロピレン繊維を素材とする不織布からなる２層（若しくは３層）の第１油吸着材４４と、ろ過可能な粒子径が０．３〜１μｍである所定厚さの極細繊維電石不織布からなる１〜３層の電石フィルタ４５と、ポリプロピレン繊維を素材とする不織布からなる３〜５層の第２油吸着材４７を順に重ねるように巻装している。第２油吸着材４７には、多数の小穴（図示せず）が形成された外筒部材４９を外装し、その外筒部材４９の外側に１５０メッシュ程度の微細なメッシュのステンレス製金網５２を１〜３回巻装している。

なお、第１油吸着材４４及び第２油吸着材４７については、三井化学（株）の「タフネルオイルブロッター」（登録商標）を用い、電石フィルタ４５としての極細繊維電石不織布については、東レ（株）の「トレミクロン」（登録商標）を用いた。

３ａはケース本体２の底部３に設けられた内筒部材４１の位置決め用突起であり、内筒部材４１の内面よりも少し中心寄りの４箇所に配置されている。

第１油吸着材４４及び第２油吸着材４７と、ケース本体２の底部３との間には、所定厚さのリングパッキン５４を介在させている。また、第１油吸着材４４及び第２油吸着材４７の上端にはリングパッキン５５を介在させてカバー５６をセットし、カバー５６を前記カバー２１により押圧するように設けている。５７はカバー５６とカバー２１との間に介在させたリングパッキンである。

図１に示すように、前記ドレン口７には、第１コック６０を介してドレンタンク６１を付設する。ドレンタンク６１の出口には第２コック６２を設ける。
これにより、本発明に係るフィルタ装置１が構成される。

（実験１）
本発明のフィルタ装置１をルーツ式ブロワに取付けてオイルミストの捕集性能の実験を下記条件にて行なった。その結果を図４のグラフに示す。
冷却用オイルの使用量：毎分５０リットル
実験室（オートマチックマシンのワークルーム）の大きさ：４．５ｍ^３
ルーツ式ブロワ（本発明のフィルタ装置１に使用）
空気量：２．８ｍ^３／ｍｉｎ
真空圧：−５〜−３０ｋＰａ
吸込み口径：８０ｍｍ
モータ出力：３．７ｋＷ
比較例のミストコレクター（特許文献２に記載のものと同一構造）
空気量：７．２ｍ^３／ｍｉｎ
真空圧：−２ｋＰａ

実験の結果、本発明では、ミストの濃度が０．０２ｍｇ／ｍ^３で安定して推移している。比較例では、ほぼ０．０３ｍｇ／ｍ^３であった。

（実験２）
実験室の大きさと冷却用オイルの使用量を変えて実験１と同様の実験を行なった。実験結果を図５のグラフに示す。
冷却用オイルの使用量：毎分１５リットル
実験室の大きさ：２．５ｍ^３

実験の結果、本発明のミストの濃度は、０．０２ｍｇ／ｍ^３で安定して推移することが確認された。比較例では、１〜１．５ｍｇ／ｍ^３となり、捕集性能が良くなかった。

上記実験により、冷却用オイルの使用量が多量の場合には、加工箇所の温度上昇が少ないためオイルミストの発生量が少なく、冷却用オイルの使用量が少量の場合には、加工箇所の温度上昇が高くなるためオイルミストの発生量が多くなることが判明した。
なお、図４、図５のグラフは、実験室内におけるオイルミストの発生量が多い時間帯のデータを示し、休止時間は省略して表されていない。

本発明に係るフィルタ装置の縦断側面図同、横断面図同、要部を断面にして示す斜視図フィルタ装置の捕集性能を示すグラフ（１）フィルタ装置の捕集性能を示すグラフ（２）

符号の説明

１・・・本発明に係るフィルタ装置
２・・・ケース本体
３・・・底部
４・・・排気口
７・・・ドレン口
１０・・・吸気口
２１・・・カバー
２５・・・内側フィルタ
３１・・・筒部材
３５・・・筒形フィルタ
４０・・・外側フィルタ
４１・・・内筒部材
４４・・・第１油吸着材
４５・・・電石フィルタ
４７・・・第２油吸着材
４９・・・外筒部材
５２・・・金網
６１・・・ドレンタンク

Claims

ミストを含む空気を導入する吸気口と排気口を備えた有底筒形状のケース本体の上方開口部にカバーを着脱可能に設け、そのケース本体内に該排気口を囲むように配置した内側フィルタと当該内側フィルタを囲むように配置した外側フィルタを設け、
その内側フィルタは、多数の小穴が形成された筒部材の外周部に、ろ過可能な粒子径が０．１〜１μｍである襞状不織布からなる筒形フィルタを装着され、
その外側フィルタは、多数の小穴が形成された内筒部材の外周部に、ポリプロピレン繊維を素材とする不織布からなる２層若しくは３層の第１油吸着材と、ろ過可能な粒子径が０．３〜１μｍである所定厚さの極細繊維電石不織布からなる１〜３層の電石フィルタと、ポリプロピレン繊維を素材とする不織布からなる３〜５層の第２油吸着材を順に重ねるように巻装し、さらに多数の小穴が形成された外筒部材を第２油吸着材に外装してなり、
前記排気口を吸入手段の吸込み側に取り付けるように構成したことを特徴とするフィルタ装置。
前記外側フィルタの外筒部材の外側に、網目寸法が１５０メッシュ程度の金網を１〜３回巻くように設けたことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
前記ケース本体の底部にドレン口を設け、そのドレン口にドレンタンクを付設したことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタ装置。