送液装置、送液方法、微小気泡発生装置及び異物除去装置
【課題】安定した送液を維持し、さらに、作業性を向上させる。
【解決手段】送液装置は、液体が流れる液体流路と、液体流路を流れる液体を通して液体中に微小気泡を発生させる微小気泡発生装置８とを備え、微小気泡発生装置８は、貫通孔１２ａを有する微小気泡発生部材１２を具備する。微小気泡発生部材１２は、貫通孔１２ａの一端の開口であって液体が流入する流入口Ｈ１と、貫通孔１２ａの他端の開口であって流入口Ｈ１から流入した液体が流出する流出口Ｈ２とを有しており、少なくとも、流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とが入れ替る回転範囲で回転可能に液体流路である内部流路１１ａ内に設けられている。
【解決手段】送液装置は、液体が流れる液体流路と、液体流路を流れる液体を通して液体中に微小気泡を発生させる微小気泡発生装置８とを備え、微小気泡発生装置８は、貫通孔１２ａを有する微小気泡発生部材１２を具備する。微小気泡発生部材１２は、貫通孔１２ａの一端の開口であって液体が流入する流入口Ｈ１と、貫通孔１２ａの他端の開口であって流入口Ｈ１から流入した液体が流出する流出口Ｈ２とを有しており、少なくとも、流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とが入れ替る回転範囲で回転可能に液体流路である内部流路１１ａ内に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、送液装置、送液方法、微小気泡発生装置及び異物除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送液装置は、例えばタンクや配管、送液ポンプなどを備えており、送液ポンプによりタンク内の液体を配管に流して送液する装置である。この種の送液装置は、タンク内の液体を浄化する液浄化装置として用いられたり（例えば、特許文献１参照）、あるいは、供給対象となる装置にタンク内の液体を供給する液供給装置として用いられたりする。このような送液装置は、配管内を流れる液体中に例えばオリフィス部材により微小気泡を発生させる微小気泡発生装置、あるいは、配管内を流れる液体からフィルタにより異物を除去する異物除去装置などを備えている。
【０００３】
ここで、前述の供給対象装置としては、加工装置や基板処理装置などが挙げられる。加工装置の例示としては、液供給装置から供給された液体である切削液を切削具と被切削物との切削箇所に供給しながら切削を行う装置がある。また、基板処理装置の例示としては、半導体装置や液晶表示装置などの製造工程において、液供給装置から供給された液体である処理液を基板表面に供給し、その基板表面を処理する装置がある。この基板処理装置としては、基板表面からレジスト膜を除去するレジスト除去装置や基板表面を洗浄する洗浄装置などが挙げられる。
【０００４】
このような加工装置や基板処理装置でも、近年、加工性能や処理性能の向上を目的に、マイクロバブルやマイクロナノバブル、ナノバブルなどの微小気泡を含む液体が使用されており、その微小気泡を含む液体は送液装置により供給されている。この送液装置としては、前述のようにオリフィス部材などにより液体中に微小気泡を発生させる微小気泡発生装置を備える送液装置が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１８２１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、液体を配管に流して送液することを長期間行うと、液体流路の経路中のオリフィス部材やフィルタは、配管内を流れる液体中の異物（例えば微粒汚染物質など）により通過流量の低下や目詰まりを起こすことがある。特に、液浄化装置においては、液体の汚染度が高いため、通過流量の低下や目詰まりの発生頻度が高くなる。これにより、送液性能が低下するため、安定した送液を維持することができなくなってしまう。また、安定した送液を維持するためには、前述の通過流量の低下や目詰まりなどが発生するたびに作業員がオリフィス部材あるいはフィルタを取り外して清掃や交換を行う必要があるため、手間がかかり、作業性が低下してしまう。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、安定した送液を維持することができ、さらに、作業性を向上させることができる送液装置、送液方法、微小気泡発生装置及び異物除去装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態に係る送液装置は、液体が流れる液体流路と、液体流路を流れる液体を通して液体中に微小気泡を発生させる貫通孔を有する微小気泡発生部材とを備え、微小気泡発生部材は、貫通孔の一端の開口であって液体が流入する流入口と、貫通孔の他端の開口であって流入口から流入した液体が流出する流出口とを有しており、少なくとも、流入口と流出口とが入れ替る回転範囲で回転可能に液体流路の経路中に設けられている。
【０００９】
本実施形態に係る送液装置は、液体が流れる液体流路と、液体流路を流れる液体を通して液体中から異物を除去するフィルタ部材とを備え、フィルタ部材は、液体が流入する流入面と、流入面から流入した液体が流出する流出面とを有しており、少なくとも、流入面と流出面が入れ替る回転範囲で回転可能に液体流路の経路中に設けられている。
【００１０】
本実施形態に係る送液方法は、液体が流れる液体流路と、液体流路を流れる液体を通して液体中に微小気泡を発生させる貫通孔を有する微小気泡発生部材とを備える送液装置を用いて送液を行う送液方法であって、微小気泡発生部材を貫通孔の一端の開口であって液体が流入する流入口と貫通孔の他端の開口であって流入口から流入した液体が流出する流出口とが入れ替るまで回転させ、液体を微小気泡発生部材の流出口から流入させて流入口から流出させる。
【００１１】
本実施形態に係る送液方法は、液体が流れる液体流路と、液体流路を流れる液体を通して液体中から異物を除去するフィルタ部材とを備える送液装置を用いて送液を行う送液方法であって、フィルタ部材を液体が流入する流入面と流入面から流入した液体が流出する流出面とが入れ替るまで回転させ、液体をフィルタ部材の流出面から流入させて流入面から流出させる。
【００１２】
本実施形態に係る微小気泡発生装置は、液体が流れる内部流路を有する本体と、内部流路を流れる液体を通して液体中に微小気泡を発生させる貫通孔を有する微小気泡発生部材とを備え、微小気泡発生部材は、貫通孔の一端の開口であって液体が流入する流入口と、貫通孔の他端の開口であって流入口から流入した液体が流出する流出口とを有しており、少なくとも、流入口と流出口とが入れ替る回転範囲で回転可能に内部流路内に設けられている。
【００１３】
本実施形態に係る異物除去装置は、液体が流れる内部流路を有する本体と、内部流路を流れる液体を通して液体中から異物を除去するフィルタ部材とを備え、フィルタ部材は、液体が流入する流入面と、流入面から流入した液体が流出する流出面とを有しており、少なくとも、流入面と流出面が入れ替る回転範囲で回転可能に内部流路内に設けられている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、安定した送液を維持することができ、さらに、作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る送液装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す送液装置が備える微小気泡発生装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る送液装置が備える異物除去装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】図３に示す異物除去装置の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について図１及び図２を参照して説明する。
【００１７】
図１に示すように、第１の実施形態に係る送液装置１は、切削などの加工に使用した汚れた液体である切削液を貯留するタンク２と、そのタンク２内の切削液を循環させる液体流路となる配管３と、酸化性ガスなどの気体を供給する気体供給部４と、配管３を流れる切削液中に気体を溶解させる溶解部５と、送液用のポンプ６と、配管３内への異物の侵入を防ぐストレーナ（濾過器）７と、切削液中に微小気泡を発生させる微小気泡発生装置８とを備えている。
【００１８】
タンク２は、切削液を貯留する貯留部であり、例えば上端開口の箱形状に形成されており、切削などの加工に使用した切削液が流れ込むように構成されている。例えば、タンク２には、切削などの加工を行う加工機につながる排液管が接続されており、その排液管を介して使用済の切削液が供給される。
【００１９】
配管３はタンク２の左端側（図１中）から切削液をくみ上げてタンク２の右端側（図１中）に送液するための循環流路となる。この配管３としては、例えば、パイプやチューブなどが用いられる。
【００２０】
気体供給部４は、気体（ガス）が流れる気体供給配管４ａにより溶解部５及びポンプ６に接続されており、その溶解部５及びポンプ６に気体供給配管４ａを介して気体を供給する。この気体供給部４は、開閉弁などを有しており、開閉弁の駆動により気体供給の開始や終了を行うことが可能に形成されている。なお、気体としては、例えば、酸素（Ｏ２）やオゾン（Ｏ３）などの酸化性ガスが用いられるが、それ以外にも窒素（Ｎ２）などの不活性ガスが用いられることもある。
【００２１】
気体供給配管４ａは途中で二本に分岐され、その二本が個別に溶解部５及びポンプ６に接続されている。分岐後の二本の気体供給配管４ａには、気体供給部４から供給される気体の圧力を調整可能とするエアレギュレータ４ｂや流量を調整可能とする絞り弁４ｃがそれぞれ設けられている。溶解部５につながる気体供給配管４ａを流れる気体の圧力や流量は、所望量の気体が液体中に溶存するようにあらかじめ設定されている。また、ポンプ６につながる気体供給配管４ａを流れる気体の圧力や流量も、ポンプ６が所望の送液力を得るようにあらかじめ設定されている。
【００２２】
溶解部５は、配管３の途中に設けられており、その内部を通過する切削液中に、気体供給部４により気体供給配管４ａを介して供給された気体を溶解させる。この溶解部５としては、例えば、Ｔ字管やアスピレータなどが用いられるが、液体中に気体を溶解させることが可能な構造であれば良く、その構造は特に限定されるものではない。なお、溶解部５としてアスピレータを用いた場合には、他の装置を用いた場合に比べ、ベンチュリ効果により切削液に対する気体の溶解量を増加させることができる。
【００２３】
ポンプ６は、配管３の途中であって溶解部５より下流側（液体の進行方向の下流側）に設けられており、気体供給部４により気体供給配管４ａを介して供給された気体により駆動し、タンク２内の切削液をタンク２内の左端側から右端側の微小気泡発生装置８に送液する駆動源である。このポンプ６は、タンク２内の切削液を配管３に流して自身の位置まで吸い上げ、吸い上げた切削液を自身の位置から加圧してタンク２内の微小気泡発生装置８に供給する。したがって、配管３においてポンプ６より下流側は加圧ラインとなる。なお、ポンプ６としては、例えば、エア駆動ポンプが用いられているが、それ以外にも電動ポンプなどが用いられても良い。
【００２４】
ここで、配管３においてポンプ６より下流側は加圧ラインとなるため、ポンプ６より上流側に溶解部５が設けられている。これは、加圧前の切削液に対して気体を供給した方が、その気体が切削液に溶け込みやすいためである。ただし、切削液に対する気体溶解量が減少しても問題がない場合には、溶解部５とポンプ６の順番を逆にしても良い。
【００２５】
ストレーナ７は、配管３の一端である左端（図１中）である一端に接続されてタンク２内に設けられており、タンク２内の切削液から配管３内への異物の侵入を防ぐ濾過器である。このストレーナ７としては、例えば、金属板に多数の穴を開けたパンチングメタルや金属線を編み込んだ金網などが用いられる。なお、ストレーナ７は機器の保護を目的として異物を除去するものである。
【００２６】
微小気泡発生装置８は、配管３においてポンプ６より下流側（液体の進行方向の下流側）、すなわち配管３の一端である右端（図１中）に接続されてタンク２内に設けられており、配管３から供給された切削液中に微小気泡を発生させ、その微小気泡を切削液と共にタンク２内の切削液中に放出する。
【００２７】
なお、微小気泡は、マイクロバブル（ＭＢ）やマイクロナノバブル（ＭＮＢ）、ナノバブル（ＮＢ）などの概念を含む気泡である。例えば、マイクロバブルは１０μｍ〜数十μｍの直径を有する気泡であり、マイクロナノバブルは数百ｎｍ〜１０μｍの直径を有する気泡であり、ナノバブルは数百ｎｍ以下の直径を有する気泡である。
【００２８】
図２に示すように、微小気泡発生装置８は、液体流路となる内部流路１１ａを有する本体１１と、内部流路１１ａを流れる切削液中に微小気泡を発生させる微小気泡発生部材１２と、その微小気泡発生部材１２を内蔵して回転可能なボール状の弁体１３と、その弁体１３を両側から挟み込む一対のシートリング（ボールシート）１４と、その弁体１３に連結した回転軸となるステム１５と、そのステム１５と本体１１との間をシールするシール部材１６と、ステム１５を回転させる操作を受け付けるハンドル１７とを備えている。
【００２９】
本体１１は、ボディ１１ｂとボディキャップ１１ｃとにより構成されており、それらボディ１１ｂとボディキャップ１１ｃが一体化されて形成されている。内部流路１１ａは本体１１を貫通する液体流路であり、その内部流路１１ａの一端に配管３が接続される。切削液は、内部流路１１ａの一端からその内部に流入し、内部流路１１ａを通過して内部流路１１ａの他端から流出する。なお、本体１１、すなわち微小気泡発生装置８は配管３の両端部の一方に設けられているが、これに限るものではなく、配管３の途中に設けられても良い。
【００３０】
微小気泡発生部材１２は、切削液中に微小気泡を発生させる一つ（この数は限定されない）の貫通孔１２ａを有するオリフィス部材であり、弁体１３の内部に設けられている。この微小気泡発生部材１２は、貫通孔１２ａの一端の開口であって切削液が流入する流入口Ｈ１と、貫通孔１２ａの他端の開口であって流入口Ｈ１から流入して貫通孔１２ａを通過した切削液が流出する流出口Ｈ２とを有しており、その貫通孔１２ａを通過する切削液中の溶存気体を減圧して開放し、その切削液中に多量の微小気泡を発生させる。
【００３１】
貫通孔１２ａの直径は、例えば３ｍｍ程度であり、減圧開放により微小気泡を発生させることが可能な大きさに設計されている。したがって、切削液が微小気泡発生部材１２の貫通孔１２ａを通過すると、切削液中の溶存気体が減圧開放されてその切削液中に多量の微小気泡が発生することになる。
【００３２】
なお、本実施形態において微小気泡発生部材１２としては、前述のオリフィス部材以外にも、例えば、ベンチュリ管（貫通孔１２ａがベンチュリ構造である）などを用いることが可能であるが、液体中に微小気泡を発生させることが可能な構造であれば良く、その構造は特に限定されるものではない。
【００３３】
弁体１３は、本体１１の内部流路１１ａにつながる貫通孔１３ａを有しており、その貫通孔１３ａ内に微小気泡発生部材１２を内蔵している。この弁体１３は本体１１の内部流路１１ａ内に回転可能に設けられており、貫通孔１３ａを開閉可能に形成されている。弁体１３はステム１５に連結されており、そのステム１５につながるハンドル１７が作業員により操作されると、ステム１５が回転し、このステム１５の回転により弁体１３も回転する。
【００３４】
この弁体１３の回転範囲は、微小気泡発生部材１２の流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とが入れ替る回転範囲である。この回転範囲は、内部流路１１ａや貫通孔１３ａの経によって変わるが、例えば、本実施形態の場合、弁体１３内の微小気泡発生部材１２の貫通孔１２ａと本体１１の内部流路１１ａとが平行である場合（図２に示す状態）の回転角度を０（ゼロ）度とすると、回転角度が９０度より大きく２７０度未満の範囲であり、好ましくは、１８０度以上から２７０度未満の範囲である。なお、弁体１３が９０度回転した場合、本体１１の内部流路１１ａは閉状態となり、さらに、弁体１３が０度あるいは１８０度回転した場合、本体１１の内部流路１１ａは完全な開状態になる。
【００３５】
ここで、弁体１３が１８０度回転した場合には、微小気泡発生部材１２の流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とが反転して完全に入れ替り、流入口Ｈ１が流出口として機能し、流出口Ｈ２が流入口として機能する。また、例えば、弁体１３が１３５度回転した場合でも、微小気泡発生部材１２の流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とは入れ替わっており、流入口Ｈ１が流出口として機能し、流出口Ｈ２が流入口として機能する。すなわち、弁体１３の回転範囲は、回転により流入口Ｈ１が流出口として機能し、流出口Ｈ２が流入口として機能し、さらに、回転により流入口Ｈ１が元通り流入口として機能し、流出口Ｈ２が元通り流出口として機能する範囲である。ただし、これは少なくともこの範囲で弁体１３が回転できるという意味であって、この範囲以上に弁体１３が回転できないという意味ではなく、例えば、弁体１３は３６０度回転可能であっても良い。また、回転は一方向、双方向のいずれであっても構わない。
【００３６】
シートリング１４は、例えばボールシートと呼ばれる環状の部材であり、二つのシートリング１４がボール状の弁体１３を両側から挟み込むように設けられている。また、ステム１５は、弁体１３の上部に連結されており、本体１１に回転可能に設けられている。シール部材１６は、パッキンなどの部材であり、ステム１５と本体１１のボディ１１ｂとの間をステム１５の回転が可能にシールする。ハンドル１７はナットなどの締結部材１７ａによりステム１５に固定されている。なお、シートリング１４やシール部材１６は、例えば、樹脂などの材料により形成されている。
【００３７】
次に、前述の送液装置１の送液動作（送液方法）について説明する。
【００３８】
まず、気体が所定の圧力及び流量で気体供給部４から気体供給配管４ａを介して溶解部５及びポンプ６に供給される。この気体供給によりポンプ６が駆動すると、タンク２内の切削液がストレーナ７を介して配管３内に流入し、その配管３内を流れて溶解部５に流入する。溶解部５はその内部を通過する切削液中に、気体供給部４により供給された気体を溶解させる。その後、溶存気体を含む切削液が配管３内を流れてポンプ６を通過して、タンク２内の微小気泡発生装置８に流入する。
【００３９】
微小気泡発生装置８に流入した切削液は、その微小気泡発生装置８内の内部流路１１ａを流れ、その内部流路１１ａに連通する貫通孔１２ａを通過する。切削液は流入口Ｈ１から貫通孔１２ａ内に流れ込み、その貫通孔１２ａ内を通過して流出口Ｈ２から流れ出す。このとき、切削液中の溶存気体は減圧されてから開放され、切削液中に多量（多数）の微小気泡が生成され、この多量の微小気泡を含む切削液が微小気泡発生装置８からタンク２内の切削液中に放出される。
【００４０】
タンク２内の切削液は配管３及び微小気泡発生装置８内の液体流路を循環するため、タンク２内の切削液中に大量の微小気泡が発生した状態が保たれる。これにより、タンク２内の切削液中の溶存酸素量が高まるので、切削液中の腐敗臭の原因となる嫌気性バクテリアを死滅させて切削液を浄化することができる。このタンク２内の切削液は、加工装置が加工を行う場合、タンク２内に接続された他の配管あるいは配管３の途中に接続された配管（図示せず）などにより加工装置に供給される。
【００４１】
なお、微小気泡の発生を停止する場合には、作業員によりハンドル１７が操作され、弁体１３が０度から９０度まで回転する。これにより、切削液の流れが止められ、タンク２内の切削液中の微小気泡は時間と共に減少していく。また、微小気泡の発生を再開する場合には、作業員によりハンドル１７が操作され、弁体１３が９０度から元の０度まで回転する。これにより、切削液の流れが再開され、タンク２内の切削液中の微小気泡は時間と共に増加していく。
【００４２】
ここで、前述の微小気泡発生部材１２は配管３内を流れる切削液中の異物（例えば微粒汚染物質など）により通過流量の低下や目詰まりを起こすことがある。そこで、通過流量の低下や目詰まりを起こした場合、あるいは、通過流量の低下や目詰まりを起こす前に定期的に、ハンドル１７が作業員により操作され、弁体１３が０度から１８０度まで回転する。
【００４３】
これにより、微小気泡発生部材１２の流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とが入れ替る。この状態では、流入口Ｈ１が流出口として機能し、流出口Ｈ２が流入口として機能し、切削液は流出口Ｈ２から貫通孔１２ａ内に流入し、その貫通孔１２ａを通過して流入口Ｈ１から流出する。これにより、流入口Ｈ１を塞いでいた異物や流入口Ｈ１を狭くしていた異物などは、流出口Ｈ２から流入した切削液の水流により取り除かれ、切削液と共に流れていく。
【００４４】
以上説明したように、第１の実施形態によれば、微小気泡発生部材１２は、貫通孔１２ａの一端の開口であって液体が流入する流入口Ｈ１と、貫通孔１２ａの他端の開口であって流入口Ｈ１から流入した液体が流出する流出口Ｈ２とを有しており、流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とが入れ替る回転範囲で回転可能に液体流路の経路中に設けられている。これにより、微小気泡発生部材１２が流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とが入れ替るまで回転すると、液体は流出口Ｈ２から流入して流入口Ｈ１から流出することになる。このとき、流入口Ｈ１を塞いでいた異物や流入口Ｈ１を狭くしていた異物などは流出口Ｈ２から流入した切削液と共に流れて取り除かれる。このようにして、微小気泡発生部材１２における通過流量の低下や目詰まりを抑止あるいは解消することが可能となり、安定した送液を維持することができる。さらに、安定した送液を維持するため、前述の通過流量の低下や目詰まりなどが発生するたびに作業員が微小気泡発生部材１２を取り外して清掃や交換を行う作業が不要となるので、作業性を向上させることができる。
【００４５】
なお、弁体１３の回転、すなわち微小気泡発生部材１２の回転は、作業員がハンドル１７を回転させる操作により行われているが、これに限るものではなく、ステム１５を回転させるモータなどの駆動源やその駆動源を制御する制御部を設け、制御部により駆動源を制御し、所定のタイミングで微小気泡発生部材１２を回転させるようにしても良い。この場合には、作業員はハンドル１７を操作する必要が無くなるため、より作業性を向上させることができる。ここで、所定のタイミング例としては、タイマーを用いて予め設定した時間間隔で微小気泡発生部材１２を定期的に回転させることや、配管３における微小気泡発生部材１２より下流側位置での流量を計測器を用いて計測し、その計測値が予め設定した許容値より下回ったときをタイミングとすることなどを挙げることができる。
【００４６】
また、微小気泡発生装置８を配管３の途中に設け、タンク２外に配置するようにしても良い。これにより、微小気泡発生装置８がタンク２内にある場合に比べ、作業員がハンドル１７を操作しやすくなるので、より作業性を向上させることができる。あるいは、微小気泡発生装置８のステム１５を伸ばしてハンドル１７をタンク２内の切削液外に位置付けるようにしても良い。この場合にも、作業員がハンドル１７を操作しやすくなるので、より作業性を向上させることができる。
【００４７】
また、ポンプ６の出力を制御する制御部、さらに、微小気泡発生部材１２における流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とが入れ替わったことを検知する検知部を設け、その検知部により流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とが入れ替わったことを検知した場合、制御部によりポンプ６を制御してポンプ６による加圧力を高め、微小気泡発生部材１２の貫通孔１２ａを通過する切削液の流速を高めるようにしても良い。この場合には、より確実な異物除去を実現することができる。なお、検知部としては、例えば微小気泡発生部材１２が１８０度回転するとオン状態となるスイッチなどを用いることが可能である。
【００４８】
また、微小気泡発生部材１２としてベンチュリ管（貫通孔１２ａがベンチュリ構造である）などのように、貫通孔１２ａを通過する液体の流れ方向が一方向に決まっているものを用いた場合には、微小気泡発生部材１２を回転させて貫通孔１２ａを清掃した後、再度、回転させて元の位置に戻す必要がある。一方、前述のオリフィス部材のように、貫通孔１２ａを通過する液体の流れ方向が一方向に決まっていないものを用いた場合には、回転した微小気泡発生部材１２を元に位置に戻すことなく、微小気泡を発生させることが可能であるため、元の位置に戻す作業が不要となり、より作業性を向上させることができる。
【００４９】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図３及び図４を参照して説明する。
【００５０】
第２の実施形態は基本的に第１の実施形態と同様である。第２の実施形態では、第１の実施形態との相違点について説明し、第１の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、その説明も省略する。
【００５１】
図３に示すように、第２の実施形態に係る異物除去装置２１は、基本的に第１の実施形態に係る微小気泡発生装置８（図２参照）と同じであるが、微小気泡発生装置８の微小気泡発生部材１２に替えて、内部流路１１ａを流れる処理液中から異物を除去するフィルタ部材２２を備えている。この異物除去装置２１が微小気泡発生装置８に替えて配管３の端部あるいは途中に設けられている。
【００５２】
フィルタ部材２２は、弁体１３の貫通孔１３ａ内に設けられおり、切削液が流入する流入面Ｍ１と、流入面Ｍ１から流入してフィルタ部材２２の内部を通過した切削液が流出する流出面Ｍ２とを有している。このフィルタ部材２２としては、例えば、網目状のフィルタや繊維系のフィルタなどの様々なフィルタが用いられる。
【００５３】
弁体１３は、フィルタ部材２２の流入面Ｍ１と流出面Ｍ２とが入れ替る回転範囲で回転可能に形成されている。この回転範囲は、内部流路１１ａや貫通孔１３ａの経によって変わるが、例えば、本実施形態の場合、弁体１３内のフィルタ部材２２の流入面Ｍ１と本体１１の内部流路１１ａとが直交する場合（図３に示す状態）の回転角度を０（ゼロ）度とすると、回転角度が９０度より大きく２７０度未満の範囲であり、好ましくは、１８０度以上から２７０度未満の範囲である。なお、弁体１３が９０度回転した場合、本体１１の内部流路１１ａは閉状態となり、さらに、弁体１３が０度あるいは１８０度回転した場合、本体１１の内部流路１１ａは完全な開状態となる。
【００５４】
ここで、弁体１３が１８０度回転した場合には、フィルタ部材２２の流入面Ｍ１と流出面Ｍ２とが反転して完全に入れ替り、流入面Ｍ１が流出面として機能し、流出面Ｍ２が流入面として機能する。また、例えば、弁体１３が１３５度回転した場合でも、フィルタ部材２２の流入面Ｍ１と流出面Ｍ２とは入れ替わっており、流入面Ｍ１が流出面として機能し、流出面Ｍ２が流入面として機能する。すなわち、弁体１３の回転範囲は、回転により流入面Ｍ１が流出面として機能し、流出面Ｍ２が流入面として機能し、さらに、回転により流入面Ｍ１が元通り流入面として機能し、流出面Ｍ２が元通り流出面として機能する範囲である。なお、これは少なくともこの範囲で弁体１３が回転できるという意味であって、この範囲以上に弁体１３が回転できないという意味ではないことや、回転は一方向、双方向のいずれであっても構わないことは、第１の実施形態と同様である。
【００５５】
このような異物除去装置２１に流入した切削液は、その異物除去装置２１内の内部流路１１ａを流れ、その内部流路１１ａ内のフィルタ部材２２を通過する。切削液は流入面Ｍ１からフィルタ部材２２の内部に流れ込み、そのフィルタ部材２２の内部を通過して流出面Ｍ２から流れ出す。このとき、切削液中の異物はフィルタ部材２２により除去される。
【００５６】
タンク２内の切削液は配管３及び異物除去装置２１内の液体流路を循環するため、タンク２内の切削液中から異物が除去され、切削液は時間と共に浄化されることになる。このタンク２内の切削液は、加工装置が加工を行う場合、タンク２内に接続された他の配管あるいは配管３の途中に接続された配管（図示せず）などにより加工装置に供給される。
【００５７】
なお、切削液の浄化を停止する場合には、作業員によりハンドル１７が操作され、弁体１３が０度から９０度まで回転する。これにより、弁体１３により切削液の流れが止められ、浄化が中断される。また、切削液の浄化を再開する場合には、作業員によりハンドル１７が操作され、弁体１３が９０度から元の０度まで回転する。これにより、切削液の流れが再開され、タンク２内の切削液は時間と共にきれいになっていく。
【００５８】
ここで、前述のフィルタ部材２２は配管３内を流れる切削液中の異物（例えば微粒汚染物質など）により通過流量の低下や目詰まりを起こすことがある。そこで、通過流量の低下や目詰まりを起こした場合、あるいは、通過流量の低下や目詰まりを起こす前に定期的に、異物除去装置２１のハンドル１７が作業員により操作され、弁体１３が０度から１８０度まで回転する。
【００５９】
これにより、フィルタ部材２２の流入面Ｍ１と流出面Ｍ２とが入れ替る。この状態では、流入面Ｍ１が流出面として機能し、流出面Ｍ２が流入面として機能し、切削液は流出面Ｍ２からフィルタ部材２２の内部に流入し、その内部を通過して流入面Ｍ１から流出する。これにより、フィルタ部材２２の流入面Ｍ１側の内部やその流入面Ｍ１に存在する異物などは、流出面Ｍ２から流入した切削液の水流により取り除かれ、切削液と共に流れていく。
【００６０】
以上説明したように、第２の実施形態によれば、フィルタ部材２２が、液体が流入する流入面Ｍ１と、流入面Ｍ１から流入した液体が流出する流出面Ｍ２とを有しており、流入面Ｍ１と流出面Ｍ２とが入れ替る回転範囲で回転可能に液体流路の経路中に設けられている。これにより、フィルタ部材２２が流入面Ｍ１と流出面Ｍ２とが入れ替るまで回転すると、液体は流出面Ｍ２から流入して流入面Ｍ１から流出することになる。このとき、流入面Ｍ１に付着した異物などは流出面Ｍ２から流入した切削液と共に流れて取り除かれる。このようにして、フィルタ部材２２における通過流量の低下や目詰まりを抑止あるいは解消すること可能となり、安定した送液を維持することができる。さらに、安定した送液を維持するため、前述の通過流量の低下や目詰まりなどが発生するたびに作業員がフィルタ部材２２を取り外して清掃や交換を行う作業が不要となるので、作業性を向上させることができる。
【００６１】
なお、フィルタ部材２２のフィルタ機能を実現するため、フィルタ部材２２を通過する液体の流れ方向が一方向に決まっているフィルタを用いた場合には、フィルタ部材２２を回転させて清掃した後、再度、回転させて元の位置に戻す必要がある。一方、液体の流れ方向が一方向に決まっていないフィルタを用いた場合には、回転したフィルタ部材２２を元に位置に戻すことなく、異物除去を行うことが可能であるため、元の位置に戻す作業が不要となり、より作業性を向上させることができる。
【００６２】
また、フィルタ部材２２としては、図４に示すように、複数の貫通孔２２ａを有する多孔質なフィルタ部材２２を用いるようにしても良い。なお、貫通孔２２ａの直径は、例えば１ｍｍ程度であり、異物を除去することが可能な大きさに設計されている。このフィルタ部材２２も、前述と同様に、流入面Ｍ１と流出面Ｍ２とが入れ替る回転範囲で回転可能に液体流路の経路中に設けられており、前述と同様な効果を得ることができる。なお、多孔質なフィルタ部材２２としては、金属板の全体に多数の貫通孔２２ａが形成されたフィルタ部材などが用いられるが、これに限るものではなく、例えば、セラミックフィルタなどを用いるようにしても良い。
【００６３】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６４】
前述の実施形態においては、微小気泡発生部材１２あるいはフィルタ部材２２を弁体１３の内部に前述の回転範囲で回転可能に設けているが、これに限るものではなく、例えば、配管３の途中に前述の回転範囲で回転可能に設けても良く、要は液体流路の経路中に設けるようにすれば良い。
【符号の説明】
【００６５】
１ 送液装置
３ 配管（液体流路）
８ 微小気泡発生装置
１１ 本体
１１ａ 内部流路（液体流路）
１２ 微小気泡発生部材
１２ａ 貫通孔
２１ 異物除去装置
２２ フィルタ部材
Ｈ１ 流入口
Ｈ２ 流出口
Ｍ１ 流入面
Ｍ２ 流出面
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、送液装置、送液方法、微小気泡発生装置及び異物除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送液装置は、例えばタンクや配管、送液ポンプなどを備えており、送液ポンプによりタンク内の液体を配管に流して送液する装置である。この種の送液装置は、タンク内の液体を浄化する液浄化装置として用いられたり（例えば、特許文献１参照）、あるいは、供給対象となる装置にタンク内の液体を供給する液供給装置として用いられたりする。このような送液装置は、配管内を流れる液体中に例えばオリフィス部材により微小気泡を発生させる微小気泡発生装置、あるいは、配管内を流れる液体からフィルタにより異物を除去する異物除去装置などを備えている。
【０００３】
ここで、前述の供給対象装置としては、加工装置や基板処理装置などが挙げられる。加工装置の例示としては、液供給装置から供給された液体である切削液を切削具と被切削物との切削箇所に供給しながら切削を行う装置がある。また、基板処理装置の例示としては、半導体装置や液晶表示装置などの製造工程において、液供給装置から供給された液体である処理液を基板表面に供給し、その基板表面を処理する装置がある。この基板処理装置としては、基板表面からレジスト膜を除去するレジスト除去装置や基板表面を洗浄する洗浄装置などが挙げられる。
【０００４】
このような加工装置や基板処理装置でも、近年、加工性能や処理性能の向上を目的に、マイクロバブルやマイクロナノバブル、ナノバブルなどの微小気泡を含む液体が使用されており、その微小気泡を含む液体は送液装置により供給されている。この送液装置としては、前述のようにオリフィス部材などにより液体中に微小気泡を発生させる微小気泡発生装置を備える送液装置が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１８２１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、液体を配管に流して送液することを長期間行うと、液体流路の経路中のオリフィス部材やフィルタは、配管内を流れる液体中の異物（例えば微粒汚染物質など）により通過流量の低下や目詰まりを起こすことがある。特に、液浄化装置においては、液体の汚染度が高いため、通過流量の低下や目詰まりの発生頻度が高くなる。これにより、送液性能が低下するため、安定した送液を維持することができなくなってしまう。また、安定した送液を維持するためには、前述の通過流量の低下や目詰まりなどが発生するたびに作業員がオリフィス部材あるいはフィルタを取り外して清掃や交換を行う必要があるため、手間がかかり、作業性が低下してしまう。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、安定した送液を維持することができ、さらに、作業性を向上させることができる送液装置、送液方法、微小気泡発生装置及び異物除去装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態に係る送液装置は、液体が流れる液体流路と、液体流路を流れる液体を通して液体中に微小気泡を発生させる貫通孔を有する微小気泡発生部材とを備え、微小気泡発生部材は、貫通孔の一端の開口であって液体が流入する流入口と、貫通孔の他端の開口であって流入口から流入した液体が流出する流出口とを有しており、少なくとも、流入口と流出口とが入れ替る回転範囲で回転可能に液体流路の経路中に設けられている。
【０００９】
本実施形態に係る送液装置は、液体が流れる液体流路と、液体流路を流れる液体を通して液体中から異物を除去するフィルタ部材とを備え、フィルタ部材は、液体が流入する流入面と、流入面から流入した液体が流出する流出面とを有しており、少なくとも、流入面と流出面が入れ替る回転範囲で回転可能に液体流路の経路中に設けられている。
【００１０】
本実施形態に係る送液方法は、液体が流れる液体流路と、液体流路を流れる液体を通して液体中に微小気泡を発生させる貫通孔を有する微小気泡発生部材とを備える送液装置を用いて送液を行う送液方法であって、微小気泡発生部材を貫通孔の一端の開口であって液体が流入する流入口と貫通孔の他端の開口であって流入口から流入した液体が流出する流出口とが入れ替るまで回転させ、液体を微小気泡発生部材の流出口から流入させて流入口から流出させる。
【００１１】
本実施形態に係る送液方法は、液体が流れる液体流路と、液体流路を流れる液体を通して液体中から異物を除去するフィルタ部材とを備える送液装置を用いて送液を行う送液方法であって、フィルタ部材を液体が流入する流入面と流入面から流入した液体が流出する流出面とが入れ替るまで回転させ、液体をフィルタ部材の流出面から流入させて流入面から流出させる。
【００１２】
本実施形態に係る微小気泡発生装置は、液体が流れる内部流路を有する本体と、内部流路を流れる液体を通して液体中に微小気泡を発生させる貫通孔を有する微小気泡発生部材とを備え、微小気泡発生部材は、貫通孔の一端の開口であって液体が流入する流入口と、貫通孔の他端の開口であって流入口から流入した液体が流出する流出口とを有しており、少なくとも、流入口と流出口とが入れ替る回転範囲で回転可能に内部流路内に設けられている。
【００１３】
本実施形態に係る異物除去装置は、液体が流れる内部流路を有する本体と、内部流路を流れる液体を通して液体中から異物を除去するフィルタ部材とを備え、フィルタ部材は、液体が流入する流入面と、流入面から流入した液体が流出する流出面とを有しており、少なくとも、流入面と流出面が入れ替る回転範囲で回転可能に内部流路内に設けられている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、安定した送液を維持することができ、さらに、作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る送液装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す送液装置が備える微小気泡発生装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る送液装置が備える異物除去装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】図３に示す異物除去装置の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について図１及び図２を参照して説明する。
【００１７】
図１に示すように、第１の実施形態に係る送液装置１は、切削などの加工に使用した汚れた液体である切削液を貯留するタンク２と、そのタンク２内の切削液を循環させる液体流路となる配管３と、酸化性ガスなどの気体を供給する気体供給部４と、配管３を流れる切削液中に気体を溶解させる溶解部５と、送液用のポンプ６と、配管３内への異物の侵入を防ぐストレーナ（濾過器）７と、切削液中に微小気泡を発生させる微小気泡発生装置８とを備えている。
【００１８】
タンク２は、切削液を貯留する貯留部であり、例えば上端開口の箱形状に形成されており、切削などの加工に使用した切削液が流れ込むように構成されている。例えば、タンク２には、切削などの加工を行う加工機につながる排液管が接続されており、その排液管を介して使用済の切削液が供給される。
【００１９】
配管３はタンク２の左端側（図１中）から切削液をくみ上げてタンク２の右端側（図１中）に送液するための循環流路となる。この配管３としては、例えば、パイプやチューブなどが用いられる。
【００２０】
気体供給部４は、気体（ガス）が流れる気体供給配管４ａにより溶解部５及びポンプ６に接続されており、その溶解部５及びポンプ６に気体供給配管４ａを介して気体を供給する。この気体供給部４は、開閉弁などを有しており、開閉弁の駆動により気体供給の開始や終了を行うことが可能に形成されている。なお、気体としては、例えば、酸素（Ｏ２）やオゾン（Ｏ３）などの酸化性ガスが用いられるが、それ以外にも窒素（Ｎ２）などの不活性ガスが用いられることもある。
【００２１】
気体供給配管４ａは途中で二本に分岐され、その二本が個別に溶解部５及びポンプ６に接続されている。分岐後の二本の気体供給配管４ａには、気体供給部４から供給される気体の圧力を調整可能とするエアレギュレータ４ｂや流量を調整可能とする絞り弁４ｃがそれぞれ設けられている。溶解部５につながる気体供給配管４ａを流れる気体の圧力や流量は、所望量の気体が液体中に溶存するようにあらかじめ設定されている。また、ポンプ６につながる気体供給配管４ａを流れる気体の圧力や流量も、ポンプ６が所望の送液力を得るようにあらかじめ設定されている。
【００２２】
溶解部５は、配管３の途中に設けられており、その内部を通過する切削液中に、気体供給部４により気体供給配管４ａを介して供給された気体を溶解させる。この溶解部５としては、例えば、Ｔ字管やアスピレータなどが用いられるが、液体中に気体を溶解させることが可能な構造であれば良く、その構造は特に限定されるものではない。なお、溶解部５としてアスピレータを用いた場合には、他の装置を用いた場合に比べ、ベンチュリ効果により切削液に対する気体の溶解量を増加させることができる。
【００２３】
ポンプ６は、配管３の途中であって溶解部５より下流側（液体の進行方向の下流側）に設けられており、気体供給部４により気体供給配管４ａを介して供給された気体により駆動し、タンク２内の切削液をタンク２内の左端側から右端側の微小気泡発生装置８に送液する駆動源である。このポンプ６は、タンク２内の切削液を配管３に流して自身の位置まで吸い上げ、吸い上げた切削液を自身の位置から加圧してタンク２内の微小気泡発生装置８に供給する。したがって、配管３においてポンプ６より下流側は加圧ラインとなる。なお、ポンプ６としては、例えば、エア駆動ポンプが用いられているが、それ以外にも電動ポンプなどが用いられても良い。
【００２４】
ここで、配管３においてポンプ６より下流側は加圧ラインとなるため、ポンプ６より上流側に溶解部５が設けられている。これは、加圧前の切削液に対して気体を供給した方が、その気体が切削液に溶け込みやすいためである。ただし、切削液に対する気体溶解量が減少しても問題がない場合には、溶解部５とポンプ６の順番を逆にしても良い。
【００２５】
ストレーナ７は、配管３の一端である左端（図１中）である一端に接続されてタンク２内に設けられており、タンク２内の切削液から配管３内への異物の侵入を防ぐ濾過器である。このストレーナ７としては、例えば、金属板に多数の穴を開けたパンチングメタルや金属線を編み込んだ金網などが用いられる。なお、ストレーナ７は機器の保護を目的として異物を除去するものである。
【００２６】
微小気泡発生装置８は、配管３においてポンプ６より下流側（液体の進行方向の下流側）、すなわち配管３の一端である右端（図１中）に接続されてタンク２内に設けられており、配管３から供給された切削液中に微小気泡を発生させ、その微小気泡を切削液と共にタンク２内の切削液中に放出する。
【００２７】
なお、微小気泡は、マイクロバブル（ＭＢ）やマイクロナノバブル（ＭＮＢ）、ナノバブル（ＮＢ）などの概念を含む気泡である。例えば、マイクロバブルは１０μｍ〜数十μｍの直径を有する気泡であり、マイクロナノバブルは数百ｎｍ〜１０μｍの直径を有する気泡であり、ナノバブルは数百ｎｍ以下の直径を有する気泡である。
【００２８】
図２に示すように、微小気泡発生装置８は、液体流路となる内部流路１１ａを有する本体１１と、内部流路１１ａを流れる切削液中に微小気泡を発生させる微小気泡発生部材１２と、その微小気泡発生部材１２を内蔵して回転可能なボール状の弁体１３と、その弁体１３を両側から挟み込む一対のシートリング（ボールシート）１４と、その弁体１３に連結した回転軸となるステム１５と、そのステム１５と本体１１との間をシールするシール部材１６と、ステム１５を回転させる操作を受け付けるハンドル１７とを備えている。
【００２９】
本体１１は、ボディ１１ｂとボディキャップ１１ｃとにより構成されており、それらボディ１１ｂとボディキャップ１１ｃが一体化されて形成されている。内部流路１１ａは本体１１を貫通する液体流路であり、その内部流路１１ａの一端に配管３が接続される。切削液は、内部流路１１ａの一端からその内部に流入し、内部流路１１ａを通過して内部流路１１ａの他端から流出する。なお、本体１１、すなわち微小気泡発生装置８は配管３の両端部の一方に設けられているが、これに限るものではなく、配管３の途中に設けられても良い。
【００３０】
微小気泡発生部材１２は、切削液中に微小気泡を発生させる一つ（この数は限定されない）の貫通孔１２ａを有するオリフィス部材であり、弁体１３の内部に設けられている。この微小気泡発生部材１２は、貫通孔１２ａの一端の開口であって切削液が流入する流入口Ｈ１と、貫通孔１２ａの他端の開口であって流入口Ｈ１から流入して貫通孔１２ａを通過した切削液が流出する流出口Ｈ２とを有しており、その貫通孔１２ａを通過する切削液中の溶存気体を減圧して開放し、その切削液中に多量の微小気泡を発生させる。
【００３１】
貫通孔１２ａの直径は、例えば３ｍｍ程度であり、減圧開放により微小気泡を発生させることが可能な大きさに設計されている。したがって、切削液が微小気泡発生部材１２の貫通孔１２ａを通過すると、切削液中の溶存気体が減圧開放されてその切削液中に多量の微小気泡が発生することになる。
【００３２】
なお、本実施形態において微小気泡発生部材１２としては、前述のオリフィス部材以外にも、例えば、ベンチュリ管（貫通孔１２ａがベンチュリ構造である）などを用いることが可能であるが、液体中に微小気泡を発生させることが可能な構造であれば良く、その構造は特に限定されるものではない。
【００３３】
弁体１３は、本体１１の内部流路１１ａにつながる貫通孔１３ａを有しており、その貫通孔１３ａ内に微小気泡発生部材１２を内蔵している。この弁体１３は本体１１の内部流路１１ａ内に回転可能に設けられており、貫通孔１３ａを開閉可能に形成されている。弁体１３はステム１５に連結されており、そのステム１５につながるハンドル１７が作業員により操作されると、ステム１５が回転し、このステム１５の回転により弁体１３も回転する。
【００３４】
この弁体１３の回転範囲は、微小気泡発生部材１２の流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とが入れ替る回転範囲である。この回転範囲は、内部流路１１ａや貫通孔１３ａの経によって変わるが、例えば、本実施形態の場合、弁体１３内の微小気泡発生部材１２の貫通孔１２ａと本体１１の内部流路１１ａとが平行である場合（図２に示す状態）の回転角度を０（ゼロ）度とすると、回転角度が９０度より大きく２７０度未満の範囲であり、好ましくは、１８０度以上から２７０度未満の範囲である。なお、弁体１３が９０度回転した場合、本体１１の内部流路１１ａは閉状態となり、さらに、弁体１３が０度あるいは１８０度回転した場合、本体１１の内部流路１１ａは完全な開状態になる。
【００３５】
ここで、弁体１３が１８０度回転した場合には、微小気泡発生部材１２の流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とが反転して完全に入れ替り、流入口Ｈ１が流出口として機能し、流出口Ｈ２が流入口として機能する。また、例えば、弁体１３が１３５度回転した場合でも、微小気泡発生部材１２の流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とは入れ替わっており、流入口Ｈ１が流出口として機能し、流出口Ｈ２が流入口として機能する。すなわち、弁体１３の回転範囲は、回転により流入口Ｈ１が流出口として機能し、流出口Ｈ２が流入口として機能し、さらに、回転により流入口Ｈ１が元通り流入口として機能し、流出口Ｈ２が元通り流出口として機能する範囲である。ただし、これは少なくともこの範囲で弁体１３が回転できるという意味であって、この範囲以上に弁体１３が回転できないという意味ではなく、例えば、弁体１３は３６０度回転可能であっても良い。また、回転は一方向、双方向のいずれであっても構わない。
【００３６】
シートリング１４は、例えばボールシートと呼ばれる環状の部材であり、二つのシートリング１４がボール状の弁体１３を両側から挟み込むように設けられている。また、ステム１５は、弁体１３の上部に連結されており、本体１１に回転可能に設けられている。シール部材１６は、パッキンなどの部材であり、ステム１５と本体１１のボディ１１ｂとの間をステム１５の回転が可能にシールする。ハンドル１７はナットなどの締結部材１７ａによりステム１５に固定されている。なお、シートリング１４やシール部材１６は、例えば、樹脂などの材料により形成されている。
【００３７】
次に、前述の送液装置１の送液動作（送液方法）について説明する。
【００３８】
まず、気体が所定の圧力及び流量で気体供給部４から気体供給配管４ａを介して溶解部５及びポンプ６に供給される。この気体供給によりポンプ６が駆動すると、タンク２内の切削液がストレーナ７を介して配管３内に流入し、その配管３内を流れて溶解部５に流入する。溶解部５はその内部を通過する切削液中に、気体供給部４により供給された気体を溶解させる。その後、溶存気体を含む切削液が配管３内を流れてポンプ６を通過して、タンク２内の微小気泡発生装置８に流入する。
【００３９】
微小気泡発生装置８に流入した切削液は、その微小気泡発生装置８内の内部流路１１ａを流れ、その内部流路１１ａに連通する貫通孔１２ａを通過する。切削液は流入口Ｈ１から貫通孔１２ａ内に流れ込み、その貫通孔１２ａ内を通過して流出口Ｈ２から流れ出す。このとき、切削液中の溶存気体は減圧されてから開放され、切削液中に多量（多数）の微小気泡が生成され、この多量の微小気泡を含む切削液が微小気泡発生装置８からタンク２内の切削液中に放出される。
【００４０】
タンク２内の切削液は配管３及び微小気泡発生装置８内の液体流路を循環するため、タンク２内の切削液中に大量の微小気泡が発生した状態が保たれる。これにより、タンク２内の切削液中の溶存酸素量が高まるので、切削液中の腐敗臭の原因となる嫌気性バクテリアを死滅させて切削液を浄化することができる。このタンク２内の切削液は、加工装置が加工を行う場合、タンク２内に接続された他の配管あるいは配管３の途中に接続された配管（図示せず）などにより加工装置に供給される。
【００４１】
なお、微小気泡の発生を停止する場合には、作業員によりハンドル１７が操作され、弁体１３が０度から９０度まで回転する。これにより、切削液の流れが止められ、タンク２内の切削液中の微小気泡は時間と共に減少していく。また、微小気泡の発生を再開する場合には、作業員によりハンドル１７が操作され、弁体１３が９０度から元の０度まで回転する。これにより、切削液の流れが再開され、タンク２内の切削液中の微小気泡は時間と共に増加していく。
【００４２】
ここで、前述の微小気泡発生部材１２は配管３内を流れる切削液中の異物（例えば微粒汚染物質など）により通過流量の低下や目詰まりを起こすことがある。そこで、通過流量の低下や目詰まりを起こした場合、あるいは、通過流量の低下や目詰まりを起こす前に定期的に、ハンドル１７が作業員により操作され、弁体１３が０度から１８０度まで回転する。
【００４３】
これにより、微小気泡発生部材１２の流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とが入れ替る。この状態では、流入口Ｈ１が流出口として機能し、流出口Ｈ２が流入口として機能し、切削液は流出口Ｈ２から貫通孔１２ａ内に流入し、その貫通孔１２ａを通過して流入口Ｈ１から流出する。これにより、流入口Ｈ１を塞いでいた異物や流入口Ｈ１を狭くしていた異物などは、流出口Ｈ２から流入した切削液の水流により取り除かれ、切削液と共に流れていく。
【００４４】
以上説明したように、第１の実施形態によれば、微小気泡発生部材１２は、貫通孔１２ａの一端の開口であって液体が流入する流入口Ｈ１と、貫通孔１２ａの他端の開口であって流入口Ｈ１から流入した液体が流出する流出口Ｈ２とを有しており、流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とが入れ替る回転範囲で回転可能に液体流路の経路中に設けられている。これにより、微小気泡発生部材１２が流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とが入れ替るまで回転すると、液体は流出口Ｈ２から流入して流入口Ｈ１から流出することになる。このとき、流入口Ｈ１を塞いでいた異物や流入口Ｈ１を狭くしていた異物などは流出口Ｈ２から流入した切削液と共に流れて取り除かれる。このようにして、微小気泡発生部材１２における通過流量の低下や目詰まりを抑止あるいは解消することが可能となり、安定した送液を維持することができる。さらに、安定した送液を維持するため、前述の通過流量の低下や目詰まりなどが発生するたびに作業員が微小気泡発生部材１２を取り外して清掃や交換を行う作業が不要となるので、作業性を向上させることができる。
【００４５】
なお、弁体１３の回転、すなわち微小気泡発生部材１２の回転は、作業員がハンドル１７を回転させる操作により行われているが、これに限るものではなく、ステム１５を回転させるモータなどの駆動源やその駆動源を制御する制御部を設け、制御部により駆動源を制御し、所定のタイミングで微小気泡発生部材１２を回転させるようにしても良い。この場合には、作業員はハンドル１７を操作する必要が無くなるため、より作業性を向上させることができる。ここで、所定のタイミング例としては、タイマーを用いて予め設定した時間間隔で微小気泡発生部材１２を定期的に回転させることや、配管３における微小気泡発生部材１２より下流側位置での流量を計測器を用いて計測し、その計測値が予め設定した許容値より下回ったときをタイミングとすることなどを挙げることができる。
【００４６】
また、微小気泡発生装置８を配管３の途中に設け、タンク２外に配置するようにしても良い。これにより、微小気泡発生装置８がタンク２内にある場合に比べ、作業員がハンドル１７を操作しやすくなるので、より作業性を向上させることができる。あるいは、微小気泡発生装置８のステム１５を伸ばしてハンドル１７をタンク２内の切削液外に位置付けるようにしても良い。この場合にも、作業員がハンドル１７を操作しやすくなるので、より作業性を向上させることができる。
【００４７】
また、ポンプ６の出力を制御する制御部、さらに、微小気泡発生部材１２における流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とが入れ替わったことを検知する検知部を設け、その検知部により流入口Ｈ１と流出口Ｈ２とが入れ替わったことを検知した場合、制御部によりポンプ６を制御してポンプ６による加圧力を高め、微小気泡発生部材１２の貫通孔１２ａを通過する切削液の流速を高めるようにしても良い。この場合には、より確実な異物除去を実現することができる。なお、検知部としては、例えば微小気泡発生部材１２が１８０度回転するとオン状態となるスイッチなどを用いることが可能である。
【００４８】
また、微小気泡発生部材１２としてベンチュリ管（貫通孔１２ａがベンチュリ構造である）などのように、貫通孔１２ａを通過する液体の流れ方向が一方向に決まっているものを用いた場合には、微小気泡発生部材１２を回転させて貫通孔１２ａを清掃した後、再度、回転させて元の位置に戻す必要がある。一方、前述のオリフィス部材のように、貫通孔１２ａを通過する液体の流れ方向が一方向に決まっていないものを用いた場合には、回転した微小気泡発生部材１２を元に位置に戻すことなく、微小気泡を発生させることが可能であるため、元の位置に戻す作業が不要となり、より作業性を向上させることができる。
【００４９】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図３及び図４を参照して説明する。
【００５０】
第２の実施形態は基本的に第１の実施形態と同様である。第２の実施形態では、第１の実施形態との相違点について説明し、第１の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、その説明も省略する。
【００５１】
図３に示すように、第２の実施形態に係る異物除去装置２１は、基本的に第１の実施形態に係る微小気泡発生装置８（図２参照）と同じであるが、微小気泡発生装置８の微小気泡発生部材１２に替えて、内部流路１１ａを流れる処理液中から異物を除去するフィルタ部材２２を備えている。この異物除去装置２１が微小気泡発生装置８に替えて配管３の端部あるいは途中に設けられている。
【００５２】
フィルタ部材２２は、弁体１３の貫通孔１３ａ内に設けられおり、切削液が流入する流入面Ｍ１と、流入面Ｍ１から流入してフィルタ部材２２の内部を通過した切削液が流出する流出面Ｍ２とを有している。このフィルタ部材２２としては、例えば、網目状のフィルタや繊維系のフィルタなどの様々なフィルタが用いられる。
【００５３】
弁体１３は、フィルタ部材２２の流入面Ｍ１と流出面Ｍ２とが入れ替る回転範囲で回転可能に形成されている。この回転範囲は、内部流路１１ａや貫通孔１３ａの経によって変わるが、例えば、本実施形態の場合、弁体１３内のフィルタ部材２２の流入面Ｍ１と本体１１の内部流路１１ａとが直交する場合（図３に示す状態）の回転角度を０（ゼロ）度とすると、回転角度が９０度より大きく２７０度未満の範囲であり、好ましくは、１８０度以上から２７０度未満の範囲である。なお、弁体１３が９０度回転した場合、本体１１の内部流路１１ａは閉状態となり、さらに、弁体１３が０度あるいは１８０度回転した場合、本体１１の内部流路１１ａは完全な開状態となる。
【００５４】
ここで、弁体１３が１８０度回転した場合には、フィルタ部材２２の流入面Ｍ１と流出面Ｍ２とが反転して完全に入れ替り、流入面Ｍ１が流出面として機能し、流出面Ｍ２が流入面として機能する。また、例えば、弁体１３が１３５度回転した場合でも、フィルタ部材２２の流入面Ｍ１と流出面Ｍ２とは入れ替わっており、流入面Ｍ１が流出面として機能し、流出面Ｍ２が流入面として機能する。すなわち、弁体１３の回転範囲は、回転により流入面Ｍ１が流出面として機能し、流出面Ｍ２が流入面として機能し、さらに、回転により流入面Ｍ１が元通り流入面として機能し、流出面Ｍ２が元通り流出面として機能する範囲である。なお、これは少なくともこの範囲で弁体１３が回転できるという意味であって、この範囲以上に弁体１３が回転できないという意味ではないことや、回転は一方向、双方向のいずれであっても構わないことは、第１の実施形態と同様である。
【００５５】
このような異物除去装置２１に流入した切削液は、その異物除去装置２１内の内部流路１１ａを流れ、その内部流路１１ａ内のフィルタ部材２２を通過する。切削液は流入面Ｍ１からフィルタ部材２２の内部に流れ込み、そのフィルタ部材２２の内部を通過して流出面Ｍ２から流れ出す。このとき、切削液中の異物はフィルタ部材２２により除去される。
【００５６】
タンク２内の切削液は配管３及び異物除去装置２１内の液体流路を循環するため、タンク２内の切削液中から異物が除去され、切削液は時間と共に浄化されることになる。このタンク２内の切削液は、加工装置が加工を行う場合、タンク２内に接続された他の配管あるいは配管３の途中に接続された配管（図示せず）などにより加工装置に供給される。
【００５７】
なお、切削液の浄化を停止する場合には、作業員によりハンドル１７が操作され、弁体１３が０度から９０度まで回転する。これにより、弁体１３により切削液の流れが止められ、浄化が中断される。また、切削液の浄化を再開する場合には、作業員によりハンドル１７が操作され、弁体１３が９０度から元の０度まで回転する。これにより、切削液の流れが再開され、タンク２内の切削液は時間と共にきれいになっていく。
【００５８】
ここで、前述のフィルタ部材２２は配管３内を流れる切削液中の異物（例えば微粒汚染物質など）により通過流量の低下や目詰まりを起こすことがある。そこで、通過流量の低下や目詰まりを起こした場合、あるいは、通過流量の低下や目詰まりを起こす前に定期的に、異物除去装置２１のハンドル１７が作業員により操作され、弁体１３が０度から１８０度まで回転する。
【００５９】
これにより、フィルタ部材２２の流入面Ｍ１と流出面Ｍ２とが入れ替る。この状態では、流入面Ｍ１が流出面として機能し、流出面Ｍ２が流入面として機能し、切削液は流出面Ｍ２からフィルタ部材２２の内部に流入し、その内部を通過して流入面Ｍ１から流出する。これにより、フィルタ部材２２の流入面Ｍ１側の内部やその流入面Ｍ１に存在する異物などは、流出面Ｍ２から流入した切削液の水流により取り除かれ、切削液と共に流れていく。
【００６０】
以上説明したように、第２の実施形態によれば、フィルタ部材２２が、液体が流入する流入面Ｍ１と、流入面Ｍ１から流入した液体が流出する流出面Ｍ２とを有しており、流入面Ｍ１と流出面Ｍ２とが入れ替る回転範囲で回転可能に液体流路の経路中に設けられている。これにより、フィルタ部材２２が流入面Ｍ１と流出面Ｍ２とが入れ替るまで回転すると、液体は流出面Ｍ２から流入して流入面Ｍ１から流出することになる。このとき、流入面Ｍ１に付着した異物などは流出面Ｍ２から流入した切削液と共に流れて取り除かれる。このようにして、フィルタ部材２２における通過流量の低下や目詰まりを抑止あるいは解消すること可能となり、安定した送液を維持することができる。さらに、安定した送液を維持するため、前述の通過流量の低下や目詰まりなどが発生するたびに作業員がフィルタ部材２２を取り外して清掃や交換を行う作業が不要となるので、作業性を向上させることができる。
【００６１】
なお、フィルタ部材２２のフィルタ機能を実現するため、フィルタ部材２２を通過する液体の流れ方向が一方向に決まっているフィルタを用いた場合には、フィルタ部材２２を回転させて清掃した後、再度、回転させて元の位置に戻す必要がある。一方、液体の流れ方向が一方向に決まっていないフィルタを用いた場合には、回転したフィルタ部材２２を元に位置に戻すことなく、異物除去を行うことが可能であるため、元の位置に戻す作業が不要となり、より作業性を向上させることができる。
【００６２】
また、フィルタ部材２２としては、図４に示すように、複数の貫通孔２２ａを有する多孔質なフィルタ部材２２を用いるようにしても良い。なお、貫通孔２２ａの直径は、例えば１ｍｍ程度であり、異物を除去することが可能な大きさに設計されている。このフィルタ部材２２も、前述と同様に、流入面Ｍ１と流出面Ｍ２とが入れ替る回転範囲で回転可能に液体流路の経路中に設けられており、前述と同様な効果を得ることができる。なお、多孔質なフィルタ部材２２としては、金属板の全体に多数の貫通孔２２ａが形成されたフィルタ部材などが用いられるが、これに限るものではなく、例えば、セラミックフィルタなどを用いるようにしても良い。
【００６３】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６４】
前述の実施形態においては、微小気泡発生部材１２あるいはフィルタ部材２２を弁体１３の内部に前述の回転範囲で回転可能に設けているが、これに限るものではなく、例えば、配管３の途中に前述の回転範囲で回転可能に設けても良く、要は液体流路の経路中に設けるようにすれば良い。
【符号の説明】
【００６５】
１ 送液装置
３ 配管（液体流路）
８ 微小気泡発生装置
１１ 本体
１１ａ 内部流路（液体流路）
１２ 微小気泡発生部材
１２ａ 貫通孔
２１ 異物除去装置
２２ フィルタ部材
Ｈ１ 流入口
Ｈ２ 流出口
Ｍ１ 流入面
Ｍ２ 流出面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が流れる液体流路と、
前記液体流路を流れる液体を通して前記液体中に微小気泡を発生させる貫通孔を有する微小気泡発生部材と、
を備え、
前記微小気泡発生部材は、前記貫通孔の一端の開口であって前記液体が流入する流入口と、前記貫通孔の他端の開口であって前記流入口から流入した前記液体が流出する流出口とを有しており、少なくとも、前記流入口と前記流出口とが入れ替る回転範囲で回転可能に前記液体流路の経路中に設けられていることを特徴とする送液装置。
【請求項２】
液体が流れる液体流路と、
前記液体流路を流れる液体を通して前記液体中から異物を除去するフィルタ部材と、
を備え、
前記フィルタ部材は、前記液体が流入する流入面と、前記流入面から流入した前記液体が流出する流出面とを有しており、少なくとも、前記流入面と前記流出面が入れ替る回転範囲で回転可能に前記液体流路の経路中に設けられていることを特徴とする送液装置。
【請求項３】
液体が流れる液体流路と、前記液体流路を流れる液体を通して前記液体中に微小気泡を発生させる貫通孔を有する微小気泡発生部材とを備える送液装置を用いて送液を行う送液方法であって、
前記微小気泡発生部材を前記貫通孔の一端の開口であって前記液体が流入する流入口と前記貫通孔の他端の開口であって前記流入口から流入した前記液体が流出する流出口とが入れ替るまで回転させ、前記液体を前記微小気泡発生部材の前記流出口から流入させて前記流入口から流出させることを特徴とする送液方法。
【請求項４】
液体が流れる液体流路と、前記液体流路を流れる液体を通して前記液体中から異物を除去するフィルタ部材とを備える送液装置を用いて送液を行う送液方法であって、
前記フィルタ部材を前記液体が流入する流入面と前記流入面から流入した前記液体が流出する流出面とが入れ替るまで回転させ、前記液体を前記フィルタ部材の前記流出面から流入させて前記流入面から流出させることを特徴とする送液方法。
【請求項５】
液体が流れる内部流路を有する本体と、
前記内部流路を流れる液体を通して前記液体中に微小気泡を発生させる貫通孔を有する微小気泡発生部材と、
を備え、
前記微小気泡発生部材は、前記貫通孔の一端の開口であって前記液体が流入する流入口と、前記貫通孔の他端の開口であって前記流入口から流入した前記液体が流出する流出口とを有しており、少なくとも、前記流入口と前記流出口とが入れ替る回転範囲で回転可能に前記内部流路内に設けられていることを特徴とする微小気泡発生装置。
【請求項６】
液体が流れる内部流路を有する本体と、
前記内部流路を流れる液体を通して前記液体中から異物を除去するフィルタ部材と、
を備え、
前記フィルタ部材は、前記液体が流入する流入面と、前記流入面から流入した前記液体が流出する流出面とを有しており、少なくとも、前記流入面と前記流出面が入れ替る回転範囲で回転可能に前記内部流路内に設けられていることを特徴とする異物除去装置。
【請求項１】
液体が流れる液体流路と、
前記液体流路を流れる液体を通して前記液体中に微小気泡を発生させる貫通孔を有する微小気泡発生部材と、
を備え、
前記微小気泡発生部材は、前記貫通孔の一端の開口であって前記液体が流入する流入口と、前記貫通孔の他端の開口であって前記流入口から流入した前記液体が流出する流出口とを有しており、少なくとも、前記流入口と前記流出口とが入れ替る回転範囲で回転可能に前記液体流路の経路中に設けられていることを特徴とする送液装置。
【請求項２】
液体が流れる液体流路と、
前記液体流路を流れる液体を通して前記液体中から異物を除去するフィルタ部材と、
を備え、
前記フィルタ部材は、前記液体が流入する流入面と、前記流入面から流入した前記液体が流出する流出面とを有しており、少なくとも、前記流入面と前記流出面が入れ替る回転範囲で回転可能に前記液体流路の経路中に設けられていることを特徴とする送液装置。
【請求項３】
液体が流れる液体流路と、前記液体流路を流れる液体を通して前記液体中に微小気泡を発生させる貫通孔を有する微小気泡発生部材とを備える送液装置を用いて送液を行う送液方法であって、
前記微小気泡発生部材を前記貫通孔の一端の開口であって前記液体が流入する流入口と前記貫通孔の他端の開口であって前記流入口から流入した前記液体が流出する流出口とが入れ替るまで回転させ、前記液体を前記微小気泡発生部材の前記流出口から流入させて前記流入口から流出させることを特徴とする送液方法。
【請求項４】
液体が流れる液体流路と、前記液体流路を流れる液体を通して前記液体中から異物を除去するフィルタ部材とを備える送液装置を用いて送液を行う送液方法であって、
前記フィルタ部材を前記液体が流入する流入面と前記流入面から流入した前記液体が流出する流出面とが入れ替るまで回転させ、前記液体を前記フィルタ部材の前記流出面から流入させて前記流入面から流出させることを特徴とする送液方法。
【請求項５】
液体が流れる内部流路を有する本体と、
前記内部流路を流れる液体を通して前記液体中に微小気泡を発生させる貫通孔を有する微小気泡発生部材と、
を備え、
前記微小気泡発生部材は、前記貫通孔の一端の開口であって前記液体が流入する流入口と、前記貫通孔の他端の開口であって前記流入口から流入した前記液体が流出する流出口とを有しており、少なくとも、前記流入口と前記流出口とが入れ替る回転範囲で回転可能に前記内部流路内に設けられていることを特徴とする微小気泡発生装置。
【請求項６】
液体が流れる内部流路を有する本体と、
前記内部流路を流れる液体を通して前記液体中から異物を除去するフィルタ部材と、
を備え、
前記フィルタ部材は、前記液体が流入する流入面と、前記流入面から流入した前記液体が流出する流出面とを有しており、少なくとも、前記流入面と前記流出面が入れ替る回転範囲で回転可能に前記内部流路内に設けられていることを特徴とする異物除去装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２００７０７（Ｐ２０１２−２００７０７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６９６９８（Ｐ２０１１−６９６９８）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
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