説明

フィルタ装置

【課題】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。
【解決手段】吸気口と排気口を備えたケース本体にカバーを着脱可能に設け、ケース本体内に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、内側フィルタは、筒部材の外周部にメッシュ0.1〜1μmの襞状不織布からなる筒形フィルタを装着され、外側フィルタは、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、メッシュ0.3〜1μmの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いる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【特許文献1】特開2006−314878号公報
【特許文献2】特開2006−88052号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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メッシュ0.1〜1μmの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、メッシュ0.3〜1μmの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。
【0008】
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微細なメッシュの金網を1〜3回巻くように設けたことを特徴とするものである。
【0009】
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。
【発明の効果】
【0010】
(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。
【0011】
(請求項2の発明)
このフィルタ装置は、微細なメッシュ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。
【0012】
(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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
(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、メッシュ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0.3μmの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。
【0018】
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。
【0019】
(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、メッシュ0.3〜1μmの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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
(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
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/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/min
真空圧:−2kPa
【0025】
実験の結果、本発明では、ミストの濃度が0.02mg/mで安定して推移している。比較例では、ほぼ0.03mg/mであった。
【0026】
(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
【0027】
実験の結果、本発明のミストの濃度は、0.02mg/m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となり、捕集性能が良くなかった。
【0028】
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。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明に係るフィルタ装置の縦断側面図
【図2】同、横断面図
【図3】同、要部を断面にして示す斜視図
【図4】フィルタ装置の捕集性能を示すグラフ(1)
【図5】フィルタ装置の捕集性能を示すグラフ(2)
【符号の説明】
【0030】
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

【特許請求の範囲】
【請求項1】
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メッシュ0.1〜1μmの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、メッシュ0.3〜1μmの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。
【請求項2】
前記外側フィルタの外筒部材の外側に微細なメッシュの金網を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。
【請求項3】
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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2010−115567(P2010−115567A)
【公開日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−288370(P2008−288370)
【出願日】平成20年11月11日(2008.11.11)
【出願人】(000127123)株式会社アンレット (41)
【Fターム(参考)】