JP5297437B2

JP5297437B2 - クーラント濾過装置

Info

Publication number: JP5297437B2
Application number: JP2010245926A
Authority: JP
Inventors: 克彦永井
Original assignee: 克彦永井
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2030-11-02
Also published as: JP2012096315A

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磁性体の切削作業において排出される切粉等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。チェーンコンベア５４，５４は、図７および図８に示されるように、適宜間隔置きに配置されているチェーンガイド５９によって案内されて濾過槽５１内を循環走行可能とされている。

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、循環する一対のチェーンコンベア５４に架設されたスクレーパ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。

特願２００３−３２６４３６号公報特許第３００４５５６号公報特開平１１−２３９７０４号公報

しかし、従来のクーラント濾過装置では、チェーンコンベア５４がチェーンガイド５９から外れるのを防止するために、チェーンコンベア５４に常に張力をもたせる必要があった。そして、チェーンコンベア５４の張力によって個々のチェーンガイド５９に応力が作用しチェーンガイド５９が磨耗するので、チェーンガイド５９の交換が必要となり、装置の整備が煩雑であるという問題があった。また、チェーンガイド５９上に切粉等が沈殿堆積するとチェーンコンベア５４が外れ易くなるという問題もあった。
一方、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するという問題があった。また、スラッジをスクレーパが乗り越えて浮き上がる現象が生じて、チェーンコンベア５４がチェーンガイド５９から外れたり、ドラムフィルターに接触してフィルターを損傷するという問題もあった。

また、濾過槽５１の底部にはチェーンガイド５９が存在するため、スクレーパ５５の幅は濾過槽５１の幅よりも狭くせざるを得ず、このため、濾過槽５１の底部の両側（図８に斜線を付して示している部位）にスラッジが堆積し易く、このスラッジによって上記のような不具合が顕著になるという問題があった。
さらに、クーラントに含まれる切粉がドラムフィルター５６の表面に被装されたフィルターに付着して目詰まりが生じると濾過効率が低下し、定期的にドラムフィルター５６の交換、洗浄が必要となり、このようなメンテナンスに要する時間によってクーラント濾過装置の稼働効率が低下するという問題があった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、磁性体の切粉を含んだクーラントに対して十分な濾過処理能力を確保することができ、しかも、メンテナンスも容易であるクーラント濾過装置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、本発明は、一端部に斜め立上り部を有し他端部にクーラント流入口を有する濾過槽と、該濾過槽の前記斜め立上り部の上端から他端部へ向う方向に沿った対向する側壁部に設けられた一対の凹部軌道と、該凹部軌道内をローラが走行することにより前記斜め立上り部の上端から他端部まで前記濾過槽内を循環走行するスクレーパ付きローラコンベアと、前記斜め立上り部の上端部に位置して前記ローラコンベアに噛合しているスプロケットと、該スプロケットを駆動する駆動モーターと、前記濾過槽の前記クーラント流入口から遠く、前記斜め立上り部に近い底部の濾過槽外面に配設されたスラッジ引き付け用の磁石と、前記スラッジ引き付け用の磁石が配設されている底部の上方の前記濾過槽内に吸引開口が位置するように配設されたクーラント吸引ダクトと、を備え、前記ローラコンベアは、複数の前記ローラを連結部材で連結した一対の無端連結体であり、前記スクレーパは前記ローラの走向方向と直交するように一対の前記無端連結体を構成する連結部材間に架設されており、前記ローラコンベアの前記ローラに前記スプロケットが噛合し、前記側壁部は空間を介した外壁と内壁からなる構造を有し、一対の前記凹部軌道は、内壁に凹部を形成することにより設けられた軌道であって、前記斜め立上り部の上端から前記クーラント流入口を有する他端部へ向かい、該他端部において反転して前記濾過槽の底部寄りを他端部から前記斜め立上り部に向かう軌道であり、前記凹部軌道の両端部が前記スプロケット近傍に位置し、前記駆動モーターにより前記スプロケットが駆動することにより前記ローラコンベアが前記凹部軌道に沿って前記濾過槽内を循環走行し、当該循環走向において前記スクレーパは前記濾過槽の前記クーラント流入口から前記斜め立上り部に向かって先端部で濾過槽の底部を掻くように走行し、前記底部の少なくとも前記スラッジ引き付け用の磁石が配設されている箇所は磁性体からなり、前記スクレーパは前記濾過槽内において対向する前記内壁間の内側全幅に亘る幅を有する非磁性体からなり、かつ、前記底部と前記吸引開口との間隙部を通過するような構成とした。

本発明の好ましい態様として、前記凹部軌道の前記端部の幅は、軌道幅よりも広いような構成とした。

本発明の好ましい態様として、前記スラッジ引き付け用の磁石は、磁性体からなる開口箱体形状の支持部材の内部に複数の永久磁石を収納したものであり、前記支持部材が前記濾過槽の外面に固着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、前記スラッジ引き付け用の磁石と前記クーラント吸引ダクトとの組み合わせが、前記スクレーパの走行方向に沿って複数配設されているような構成とした。

本発明によれば、ローラコンベアのローラが凹部軌道内を走行するので、従来のクーラント濾過装置におけるチェーンガイドからのチェーンコンベアの脱落という問題は発生せず、これによりローラコンベアに張力をかける必要がなく、チェーンガイドの磨耗や交換という従来の煩雑な問題が解消され、濾過機能が安定して発現される。また、ローラコンベアが走行軌道から浮き上がることがないので、スラッジをスクレーパが乗り越えて浮き上がる現象が防止され、スラッジを濾過槽から確実に排出することができる。さらに、濾過槽の底部にはチェーンガイドが存在しないので、スクレーパの幅を濾過槽の内側全幅に対応させて設定することができ、濾過槽の底部の両側におけるスラッジの堆積を防止することができる。また、スラッジ引き付け用の磁石が配設された底部の上方の濾過槽内に、クーラント吸引ダクドの吸引開口を位置させているので、スラッジ引き付け用の磁石によってスラッジが引き寄せられ除去されたクーラントを効率的に吸引回収することができ、また、ドラムフィルターを装着した従来のクーラント濾過装置と異なり、ドラムフィルターを頻繁に取り出してメンテナンスを行うことが不要であり、クーラント濾過装置の稼働効率が高いものとなる。

本発明のクーラント濾過装置の一実施形態の部分破断の側面図である。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。図１のＩ−Ｉ線における断面構造を示す図である。図１のII−II線における断面構造を示す図である。凹部軌道内を走行するローラコンベアのローラを示す部分拡大図である。本発明のクーラント濾過装置のスラッジ引き付け用の磁石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。従来のクーラント濾過装置のチェーンコンベアとチェーンガイドの例を示す図である。

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を示す部分破断側面図であり、図２はその平面図であり、図３は図１のＩ−Ｉ線における断面構造を示す図であり、図４は図１のII−II線における断面構造を示す図である。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を有する濾過槽１を有し、この濾過槽１の他端部にはクーラント流入口２４を有している。また、濾過槽１は、その斜め立上り部３の上端から他端部へ向う方向（図１、図２に矢印ａで示した方向）に沿って対向するように側壁部４，４を有し、濾過槽１の底部２の所定箇所にはスラッジ引き付け用の磁石６が配設されている。また、スラッジ引き付け用の磁石６が配設された底部２の上方の濾過槽１内には、クーラント吸引ダクド７の吸引開口７ａが位置している。

上記の濾過槽１は、少なくともスラッジ引き付け用の磁石６が配設されている底部２の所定箇所が磁性体であり、通常、濾過槽１全体を磁性体で作製することができる。使用する磁性体としては、例えば、ＳＵＳ４０３、ＳＵＳ４２０等のマルテンサイト系、ＳＵＳ４３０等のフェライト系、ＳＵＳ３２９Ｊ１等のオーステナイト・フェライト系等のステンレス鋼、鉄等を挙げることができる。

また、濾過槽１の対向する側壁部４，４は、空間を介して外壁４ａと内壁４ｂからなる構造を有し、内壁４ｂに凹部を形成することにより凹部軌道５，５が設けられており、この凹部軌道５，５内をローラコンベア１１のローラ１１ａが走行可能とされている。図５は、凹部軌道５，５内を走行するローラコンベア１１のローラ１１ａを示す部分拡大図である。このローラコンベア１１は、複数のローラ１１ａを連結部材１１ｂで連結した一対の無端連結体であり、この一対の無端連結体を構成する連結部材１１ｂ間にはスクレーパ１３が架設されており、スクレーパ１３の先端部１３ａが濾過槽１の底部２を掻くことができるように設定されている。また、スクレーパ１３の幅は濾過槽１の内側全幅に亘るように設定されている。尚、図１では、ローラコンベア１１を一点鎖線で示し、スクレーパ１３を鎖線で示し、図２では、ローラコンベア１１を一点鎖線で示し、スクレーパ１３を省略している。このようなスクレーパ１３の材質は、非磁性体であり、例えば、ＳＵＳ３０４等のオーステナイト系のステンレス鋼等を使用することができる。

濾過槽１の斜め立上り部３の上端部には、スプロケット２１とこれを駆動する駆動モーター２２が配設されている。そして、側壁部４，４に形成されている一対の凹部軌道５，５の両端部５Ａ，５Ｂは、スプロケット２１近傍に位置しており、ローラコンベア１１はスプロケット２１に噛合されている。これにより、スプロケット２１によって駆動されたローラコンベア１１が、斜め立上り部３の上端から他端部まで濾過槽１内を凹部軌道５，５に案内されて循環走行可能とされている。尚、凹部軌道５，５の端部５Ａ，５Ｂの幅は、凹部軌道５，５の幅よりも広いものとなっており、これにより、スプロケット２１による駆動でローラコンベア１１に振動が生じても、凹部軌道５，５の端部５Ａ，５Ｂとローラコンベア１１との接触の衝撃が緩和され、両者の損傷を抑制することができる。

上記のスラッジ引き付け用の磁石６は、濾過槽１のクーラント流入口２４の直下から斜め立上り部３までの間の底部２の所定箇所の外側に配設されている。クーラント流入口２４から導入されたクーラントＣ中の磁性体の切粉（スラッジＳ）が濾過槽１の底部２に沈殿堆積するまでの時間、距離等を考慮すると、スラッジ引き付け用の磁石６を配設する上記の所定箇所は、濾過槽１のクーラント流入口２４から遠く、斜め立上り部３に近いことが好ましく、図示例では、斜め立上り部３の直近の底部２の外側にスラッジ引き付け用の磁石６が配設されている。
図６は、濾過槽１の内部から底部２の外側に固着されているスラッジ引き付け用の磁石６を観た状態を示す図であり、底部２は２点鎖線、スクレーパ１３は鎖線で示している。図４および図６に示されるように、スラッジ引き付け用の磁石６は、開口箱体形状の支持部材６Ａの内部に複数の永久磁石６Ｂを収納したものであり、支持部材６Ａが濾過槽１の底部２外側に固着されている。支持部材６Ａは磁性体からなるものであり、使用する磁性体としては上述のような材質を挙げることができる。支持部材６Ａを濾過槽１の底部２に固着する手段は、溶接、ロウ付け、あるいは、ネジを用いた螺着等であってよい。また、永久磁石６Ｂは、後述のように、スラッジを底部２に引き寄せ、かつ、引き寄せたスラッジがローラコンベア１１のスクレーパ１３によって逐次掻取可能な程度の磁束密度を有するものであれば特に制限はなく、フェライト磁石、ネオジム磁石等の永久磁石を挙げることができる。また、使用する永久磁石６Ｂは一種の永久磁石であってもよく、２種以上の永久磁石を組み合わせて使用してもよい。

また、上記のクーラント吸引ダクド７は、一方の端部近傍の下面に吸引開口７ａを有し、他方の端部は吸引装置８に接続されている。そして、吸引開口７ａがスラッジ引き付け用の磁石６が配設された底部２の上方に位置し、かつ、スクレーパ１３が吸引開口７ａの下方を通過可能となるように、クーラント吸引ダクド７が側壁部４を貫通して配設されている。クーラント吸引ダクド７と側壁部４との間は液密的に密閉されている。また、吸引装置８には、回収したクーラントを移送して再利用に供するための移送パイプ８ａが配設されている。

吸引開口７ａの形状は特に制限はなく、方形あるいは円形の開口であってよく、また、複数の開口を有するものであってもよい。吸引開口７ａの大きさ、位置は、図４に鎖線矢印で示すように、スラッジ引き付け用の磁石６が配設された底部２とクーラント吸引ダクド７との間をクーラントが通過するように、スラッジ引き付け用の磁石６の大きさよりも小さく設定することが好ましい。これにより、クーラント吸引ダクド７の側方から下方に流れ込むクーラントに磁性体の切粉が含まれていても、スラッジ引き付け用の磁石６が配設された底部２とクーラント吸引ダクド７との間をクーラントが通過する際に、磁性体の切粉はスラッジ引き付け用の磁石６に確実に引き寄せられ、クーラントから除去される。

このようなクーラント吸引ダクト７は、少なくともスラッジ引き付け用の磁石６が配設されている底部２と対向する下面（吸引開口７ａを有する面）が磁性体であり、通常、吸引ダクト７全体を磁性体で作製することができる。使用する磁性体としては上述のような材質を挙げることができる。また、クーラント吸引ダクト７の下面（吸引開口７ａを有する面）と底部２との距離は、スクレーパ１３が吸引開口７ａの下方を通過可能な範囲で、できるだけ短い距離に設定することが好ましい。そして、上記のようなスラッジ引き付け用の磁石６と、磁性体であるクーラント吸引ダクト７との間には磁界が形成される。

このようなクーラント濾過装置では、クーラント流入口２４からクーラントＣが導入されると、クーラントＣ中の磁性体の切粉（スラッジＳ）は、濾過槽１の底部２に沈殿堆積し、この沈殿堆積したスラッジＳは、循環するローラコンベア１１のスクレーパ１３によって逐次掻取され、濾過槽１の底部２を移送される。このようなスクレーパ１３による掻取移送では、クーラントＣの乱流やスラッジＳ同士の衝突、接触により、沈殿堆積していた一部のスラッジＳがクーラントＣ中に舞い戻されることになる。しかし、スラッジ引き付け用の磁石６が配設された底部２の所定箇所まで移送されたスラッジＳは、スラッジ引き付け用の磁石６と磁性体であるクーラント吸引ダクト７との間に形成されている磁界によって底部２方向に確実に引き寄せられる。これにより、クーラントＣのみがクーラント吸引ダクト７の吸引開口７ａから吸引装置８に回収され、移送パイプ８ａに送られ再利用に供される。また、上述のように、クーラント吸引ダクド７の側方から下方に流れ込むクーラントＣにスラッジＳが含まれていても、スラッジ引き付け用の磁石６が配設された底部２とクーラント吸引ダクド７との間をクーラントが通過する際に、スラッジＳはスラッジ引き付け用の磁石６に確実に引き寄せられ、クーラントから除去される。一方、スラッジ引き付け用の磁石６が位置する底部２に引き寄せられたスラッジは、循環するローラコンベア１１のスクレーパ１３によって逐次掻取され、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２５に至ってそこから排出される。

このような本発明では、ローラコンベア１１のローラ１１ａが凹部軌道５，５内を走行するので、ローラコンベア１１に張力をかける必要がなく、これにより、従来のクーラント濾過装置におけるチェーンガイドからのチェーンコンベアの脱落、チェーンガイドの磨耗、交換という煩雑な問題が解消され、濾過機能が安定して発現される。また、ローラコンベア１１が走行軌道から浮き上がることがないので、スクレーパ１３が乗り越えて浮き上がる現象、特にスラッジ引き付け用の磁石６が位置する底部２に引き寄せられたスラッジをスクレーパ１３が乗り越えて浮き上がる現象が防止され、スラッジを濾過槽１から確実に排出することができる。さらに、濾過槽１の底部２にはチェーンガイドが存在しないので、スクレーパ１３の幅を濾過槽１の内側全幅に対応させて設定することができ、濾過槽１の底部２の両側へのスラッジの堆積を防止することができる。また、ドラムフィルターを装着した従来のクーラント濾過装置と異なり、ドラムフィルターを頻繁に取り出してメンテナンスを行うことが不要であり、クーラント濾過装置の稼働効率が高いものとなる。

上述の実施形態は例示であり、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、スラッジ引き付け用の磁石６とクーラント吸引ダクド７とが１組配設されているが、底部２を掻きながら走行するスクレーパ１３の走行方向に沿って、２組以上のスラッジ引き付け用の磁石６とクーラント吸引ダクド７とを配設してもよい。
また、スラッジ引き付け用の磁石６の大きさ、形状、永久磁石６Ｂの個数等は、濾過槽１の底部２の幅や使用する永久磁石６Ｂの大きさ等を考慮して適宜設定することができる。

クーラントを用いた磁性体加工全般に利用可能である。

１…濾過槽
２…底部
３…斜め立上り部
４…側壁部
５…凹部軌道
６…スラッジ引き付け用の磁石６
７…クーラント吸引ダクト７
７ａ…吸引開口
１１…ローラコンベア
１３…スクレーパ
２１…スプロケット
２２…駆動モーター
２４…クーラント流入口

Claims

一端部に斜め立上り部を有し他端部にクーラント流入口を有する濾過槽と、該濾過槽の前記斜め立上り部の上端から他端部へ向う方向に沿った対向する側壁部に設けられた一対の凹部軌道と、該凹部軌道内をローラが走行することにより前記斜め立上り部の上端から他端部まで前記濾過槽内を循環走行するスクレーパ付きローラコンベアと、前記斜め立上り部の上端部に位置して前記ローラコンベアに噛合しているスプロケットと、該スプロケットを駆動する駆動モーターと、前記濾過槽の前記クーラント流入口から遠く、前記斜め立上り部に近い底部の濾過槽外面に配設されたスラッジ引き付け用の磁石と、前記スラッジ引き付け用の磁石が配設されている底部の上方の前記濾過槽内に吸引開口が位置するように配設されたクーラント吸引ダクトと、を備え、
前記ローラコンベアは、複数の前記ローラを連結部材で連結した一対の無端連結体であり、前記スクレーパは前記ローラの走向方向と直交するように一対の前記無端連結体を構成する連結部材間に架設されており、前記ローラコンベアの前記ローラに前記スプロケットが噛合し、前記側壁部は空間を介した外壁と内壁からなる構造を有し、一対の前記凹部軌道は、内壁に凹部を形成することにより設けられた軌道であって、前記斜め立上り部の上端から前記クーラント流入口を有する他端部へ向かい、該他端部において反転して前記濾過槽の底部寄りを他端部から前記斜め立上り部に向かう軌道であり、前記凹部軌道の両端部が前記スプロケット近傍に位置し、前記駆動モーターにより前記スプロケットが駆動することにより前記ローラコンベアが前記凹部軌道に沿って前記濾過槽内を循環走行し、当該循環走向において前記スクレーパは前記濾過槽の前記クーラント流入口から前記斜め立上り部に向かって先端部で濾過槽の底部を掻くように走行し、
前記底部の少なくとも前記スラッジ引き付け用の磁石が配設されている箇所は磁性体からなり、前記スクレーパは前記濾過槽内において対向する前記内壁間の内側全幅に亘る幅を有する非磁性体からなり、かつ、前記底部と前記吸引開口との間隙部を通過することを特徴とするクーラント濾過装置。
前記凹部軌道の前記端部の幅は、軌道幅よりも広い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。
前記スラッジ引き付け用の磁石は、磁性体からなる開口箱体形状の支持部材の内部に複数の永久磁石を収納したものであり、前記支持部材が前記濾過槽の外面に固着されてい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。
前記スラッジ引き付け用の磁石と前記クーラント吸引ダクトとの組み合わせが、前記スクレーパの走行方向に沿って複数配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。