(57)【要約】【課題】ワークの付加加工に伴って発生する粉塵を、加工エリア内から効率的に排出することが可能な加工機械、を提供する。【解決手段】加工機械１０は、溶融された材料によりワークの付加加工を行なう。加工機械１０は、水平方向において互いに対向する第１壁部２３および第２壁部２５を有し、第１壁部２３および第２壁部２５の間に加工エリア５１を形成する第１カバー体２１を備える。第１壁部２３には、加工エリア５１内に空気を流入させるための第１開口部３１が設けられる。加工機械１０は、第２壁部２５に沿って下方から上方に向かう空気流れを発生させる誘導流発生部４１をさらに備える。第１カバー体２１には、加工エリア５１内から空気を流出させるための第２開口部３３が設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融された材料によりワークの付加加工を行なう加工機械であって、
水平方向において互いに対向する第１壁部および第２壁部を有し、前記第１壁部および前記第２壁部の間に加工エリアを形成する第１カバー体を備え、
前記第１壁部には、前記加工エリア内に気体を流入させるための第１開口部が設けられ、さらに、
前記第２壁部に沿って下方から上方に向かう気体流れを発生させる誘導流発生部を備え、
前記第１カバー体には、前記加工エリア内から気体を流出させるための第２開口部が設けられる、加工機械。
【請求項２】
収容空間を形成し、前記加工エリアに向けて材料粉末を供給する材料粉末供給装置を前記収容空間に収容する第２カバー体をさらに備え、
前記誘導流発生部は、
前記収容空間から前記加工エリア内に気体を供給する第１送風機と、
前記収容空間から供給された気体を、下方から上方に向けた気体流れとして前記加工エリア内に送り出すダクト部とを有する、請求項１に記載の加工機械。
【請求項３】
集塵機と、
前記加工エリア内から前記第２開口部を通じて前記集塵機に気体を供給する第２送風機と、
前記第１送風機および前記第２送風機を制御する制御装置とをさらに備え、
前記制御装置は、
ワークの付加加工が行なわれる間、前記第１送風機および前記第２送風機を稼働させ、
ワークの付加加工が行なわれず、前記材料粉末供給装置への材料粉末の補給が行なわれる間、前記第１送風機を稼働させ、前記第２送風機を停止させる、請求項２に記載の加工機械。
【請求項４】
前記第１カバー体は、天井部をさらに有し、
前記第２開口部は、前記天井部に設けられる、請求項１から３のいずれか１項に記載の加工機械。
【請求項５】
前記誘導流発生部は、送出口を含み、前記送出口を通じて気体を前記加工エリア内に送り出すダクト部を有し、
前記送出口は、前記第１開口部と同じ高さ、または、前記第１開口部よりも低い位置に設けられる、請求項１から４のいずれか１項に記載の加工機械。
【請求項６】
前記第１開口部が設けられ、前記加工エリア内に流入する気体を、水平方向に沿った気体流れとする整流機構部をさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の加工機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加工機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の加工機械に関して、たとえば、国際公開第２０１１／４９１４３号（特許文献１）には、粉末焼結積層法を用いて、三次元形状造形物を製造する装置が開示されている。三次元形状造形物の製造装置では、チャンバの壁面に供給ノズルが設けられている。供給ノズルからガス供給を行なうことによって、チャンバ内に局所的なガス流れを形成する。これにより、粉末焼結積層に伴って発生したヒュームの少なくとも一部が、局所的なガス流れに同伴されてチャンバ外に排出される。
【０００３】
上記のほか、従来の加工機械を開示する文献として、特開２０１２−２２４９１９号公報（特許文献２）、特開２０１８−１２７７１０号公報（特許文献３）、特開２０１６−１０７４５４号公報（特許文献４）および特開２０１６−１５３５２９号公報（特許文献５）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／４９１４３号
【特許文献２】特開２０１２−２２４９１９号公報
【特許文献３】特開２０１８−１２７７１０号公報
【特許文献４】特開２０１６−１０７４５４号公報
【特許文献５】特開２０１６−１５３５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
溶融された材料によりワークの付加加工を行なう方法として、たとえば、指向性エネルギー堆積（ＤＥＤ：Directed  Energy  Depositon）、選択的レーザー溶融（ＳＬＭ：Selective  Laser  Melting）または溶射（Thermal  Spraying）などがある。これらの方法を用いた場合、ワークの付加加工に伴って粉塵（ヒューム）が発生するため、加工エリア内から粉塵を効率的に排出することが求められる。
【０００６】
一方、上記の特許文献１に開示された三次元形状造形物の製造装置では、チャンバ内に局所的なガス流れを形成し、そのガス流れにヒュームを同伴させることで、ヒュームの排出が試みられている。しかしながら、粉末焼結積層の加工点で発生したヒュームは、チャンバ内で広く拡散するため、チャンバ内の局所的なガス流れによってヒュームを効率的に排出することは難しい。
【０００７】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、ワークの付加加工に伴って発生する粉塵を、加工エリア内から効率的に排出することが可能な加工機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に従った加工機械は、溶融された材料によりワークの付加加工を行なう加工機械である。加工機械は、水平方向において互いに対向する第１壁部および第２壁部を有し、第１壁部および第２壁部の間に加工エリアを形成する第１カバー体を備える。第１壁部には、加工エリア内に気体を流入させるための第１開口部が設けられる。加工機械は、第２壁部に沿って下方から上方に向かう気体流れを発生させる誘導流発生部をさらに備える。第１カバー体には、加工エリア内から気体を流出させるための第２開口部が設けられる。
【０００９】
このように構成された加工機械によれば、誘導流発生部によって、第２壁部に沿って下方から上方に向かう気体流れ（以下、「誘導流」という）を発生させる。これにより、第１開口部を通じて加工エリア内に流入した気体が、第１開口部が設けられた第１壁部から、誘導流が流れる第２壁部に向けて流れる水平方向に沿った気体流れと、第１壁部から第２壁部に向かって流れてきた気体が、誘導流に誘導されることにより下方から上方に向かって流れる上向きの気体流れとを、加工エリア内に発生させることができる。付加加工に伴って加工エリア内に生じた粉塵は、このような気体流れに乗り、第２開口部を通じて外部に排出されるため、粉塵の効率的な排出が可能となる。
【００１０】
また好ましくは、加工機械は、収容空間を形成し、加工エリアに向けて材料粉末を供給する材料粉末供給装置を収容空間に収容する第２カバー体をさらに備える。誘導流発生部は、収容空間から加工エリア内に気体を供給する第１送風機と、収容空間から供給された気体を、下方から上方に向けた気体流れとして加工エリア内に送り出すダクト部とを有する。
【００１１】
このように構成された加工機械によれば、第１送風機を稼働させることによって、収容空間において生じた粉塵も誘導流に乗せて外部に排出することができる。このため、簡易な構成で、加工エリアおよび収容空間の双方から粉塵を排出することができる。
【００１２】
また好ましくは、加工機械は、集塵機と、加工エリア内から第２開口部を通じて集塵機に気体を供給する第２送風機と、第１送風機および第２送風機を制御する制御装置とをさらに備える。制御装置は、ワークの付加加工が行なわれる間、第１送風機および第２送風機を稼働させ、ワークの付加加工が行なわれず、材料粉末供給装置への材料粉末の補給が行なわれる間、第１送風機を稼働させ、第２送風機を停止させる。
【００１３】
このように構成された加工機械によれば、加工エリアおよび収容空間の各々で粉塵が発生するタイミングに合わせて、第１送風機および第２送風機を選択的に稼働させる。これにより、送風機におけるエネルギー消費を抑えつつ、加工エリアおよび収容空間から粉塵を排出することができる。
【００１４】
また好ましくは、第１カバー体は、天井部をさらに有する。第２開口部は、天井部に設けられる。
【００１５】
このように構成された加工機械によれば、下方から上方に向かって流れる誘導流の先方に天井部が位置するため、粉塵をさらに効率的に第２開口部を通じて外部に排出することができる。
【００１６】
また好ましくは、誘導流発生部は、送出口を含み、送出口を通じて気体を加工エリア内に送り出すダクト部を有する。送出口は、第１開口部と同じ高さ、または、第１開口部よりも低い位置に設けられる。
【００１７】
このように構成された加工機械によれば、第１壁部から第２壁部に向かって流れてきた気体を、より確実に誘導流に衝突させることができる。これにより、下方から上方に向かって流れる上向きの気体流れが発生し易くなるため、粉塵をさらに効率的に外部に排出することができる。
【００１８】
また好ましくは、加工機械は、第１開口部が設けられ、加工エリア内に流入する気体を、水平方向に沿った気体流れとする整流機構部をさらに備える。
【００１９】
このように構成された加工機械によれば、第１開口部を通じて加工エリア内に流入した気体が誘導流まで到達し易くなるため、粉塵をさらに効率的に外部に排出することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上に説明したように、この発明に従えば、ワークの付加加工に伴って発生する粉塵を、加工エリア内から効率的に排出することが可能な加工機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施の形態における加工機械を示す正面図である。
【図２】図１中の誘導流発生部のダクト部を示す斜視図である。
【図３】図１中の第１開口部の変形例を示す斜視図である。
【図４】第１送風機および第２送風機の制御に関するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【００２３】
図１は、この発明の実施の形態における加工機械を示す正面図である。図１中では、加工機械の外観をなすカバー体の前面を透視することにより、加工機械の内部が示されている。
【００２４】
図１を参照して、加工機械１０は、溶融された材料によりワークの付加加工（ＡＭ（Additive  Manufacturing）加工）が可能な加工機械である。付加加工とは、材料を付着することによってワークに３次元形状を作成する加工法であり、付加加工の前後でワークの質量が増加する。
【００２５】
加工機械１０は、コンピュータによる数値制御によって、ワーク加工のための各種動作が自動化されたＮＣ（Numerically  Control）加工機械である。
【００２６】
加工機械１０は、ワークの付加加工のみが可能な加工機械であってもよいし、ワークの付加加工と、ワークの除去加工（ＳＭ（Subtractive  Manufacturing）加工）とが可能なＡＭ／ＳＭハイブリッド加工機械であってもよい。
【００２７】
加工機械１０は、第１カバー体２１と、加工ヘッド１４と、ワーク移動ステージ１２とを有する。
【００２８】
第１カバー体２１は、ワークＷに対して付加加工を行なうための加工エリア５１を形成している。
【００２９】
加工ヘッド１４は、加工エリア５１内に設けられている。加工ヘッド１４には、レーザ光および材料粉末が導入される。加工ヘッド１４は、材料粉末を吐出するためのノズルと、レーザ光を照射するレーザ光照射装置とを有する（不図示）。加工ヘッド１４は、ワークＷに対して材料粉末を吐出するとともにレーザ光を照射することにより付加加工を行なう（指向性エネルギー堆積（ＤＥＤ：Directed  Energy  Deposition））。
【００３０】
ワーク移動ステージ１２は、加工エリア５１内に設けられている。ワーク移動ステージ１２は、上下方向に平行なＺ軸方向において、加工ヘッド１４と対向している。ワーク移動ステージ１２は、加工ヘッド１４の下方に設けられている。ワーク移動ステージ１２は、載置面１２ａを有する。載置面１２ａは、水平方向に平行なＸ軸と、水平方向に平行で、かつ、Ｘ軸と直交するＹ軸とを含む平面（「Ｘ軸−Ｙ軸平面」という）からなる。載置面１２ａには、ワークＷが載置されている。ワーク移動ステージ１２は、載置面１２ａに載置されたワークＷを保持可能なように構成されている。
【００３１】
ワーク移動ステージ１２は、各種の送り機構、案内機構およびサーボモータ等によって、ワークＷをＸ軸−Ｙ軸平面内で移動させる。ワーク移動ステージ１２を移動させることによって、ワークＷにおける付加加工の加工点を移動させることができる。
【００３２】
なお、ワークＷに対してレーザ光を照射しつつ、材料粉末を供給する加工ヘッド１４と、ワークＷを保持するワーク移動ステージ１２とを相互に移動させる構成であれば、ワークＷにおける付加加工の加工点を移動させることができる。たとえば、加工ヘッド１４が加工エリア５１内で空間移動する構成であってもよいし、ワーク移動ステージ１２と、加工ヘッド１４を空間移動させる構成との組み合わせであってもよい。
【００３３】
加工機械１０は、第２カバー体６１と、材料粉末供給装置６６とをさらに有する。
第２カバー体６１は、第１カバー体２１に併設されている。第２カバー体６１は、収容空間５６を形成している。加工エリア５１および収容空間５６は、Ｘ軸方向において並んでいる。
【００３４】
材料粉末供給装置６６は、収容空間５６に収容されている。材料粉末供給装置６６は、付加加工に用いられる材料粉末を加工ヘッド１４に向けて供給する。材料粉末供給装置６６は、材料粉末タンク６７と、混合部６８とを有する。材料粉末タンク６７は、タンク形状を有し、付加加工に用いられる材料粉末を貯留する。混合部６８は、材料粉末タンク６７の下方に設けられている。混合部６８は、材料粉末とキャリアガスとを混合可能なように構成されている。
【００３５】
材料粉末タンク６７には、タンク内に材料粉末を補給する際に用いられる補給口（不図示）が設けられている。加工機械１０が据え付けられた床面から上記補給口までの高さは、たとえば、１．２ｍ以上であってもよいし、１．５ｍ以上であってもよい。
【００３６】
収容空間５６には、材料粉末供給装置６６に加えて、付加加工に用いられるレーザ光を発振するレーザ発振装置（不図示）が収容されてもよい。
【００３７】
第１カバー体２１は、第１壁部２３と、第２壁部２５と、天井部２７とを有する。第１壁部２３および第２壁部２５は、Ｘ軸方向において互いに対向している。第１壁部２３および第２壁部２５は、Ｘ軸方向において互いに離れて設けられている。第１壁部２３および第２壁部２５は、Ｙ軸−Ｚ軸平面に平行な平板形状を有する。加工エリア５１は、第１壁部２３および第２壁部２５の間に形成されている。
【００３８】
天井部２７は、加工エリア５１の頂部に設けられている。天井部２７は、第１壁部２３の上方端と、第２壁部２５の上方端とに接続されている。
【００３９】
典型的な例として、第１カバー体２１は、開閉可能な扉部（不図示）をさらに有する。扉部は、図１を示す紙面の手前側（図１中では、透視されている）の第１カバー体２１の前面に設けられている。扉部は、第１壁部２３および第２壁部２５とは別の第１カバー体２１の前面に設けられている。扉部は、加工ヘッド１４によるワークＷの付加加工時には閉状態とされ、ワーク移動ステージ１２に対するワークＷの着脱時など、ユーザが加工エリア５１内にアクセスする必要がある時には、開状態とされる。
【００４０】
第２壁部２５は、Ｘ軸方向において、加工エリア５１および収容空間５６の間に位置している。加工エリア５１および収容空間５６は、第２壁部２５によって隔てられている。
【００４１】
第１壁部２３には、第１開口部３１が設けられている。第１開口部３１は、加工エリア５１内に空気を流入させるための開口である。第１開口部３１は、第１カバー体２１（第１壁部２３）を貫通する貫通孔からなる。加工エリア５１と、加工エリア５１の外側の外部空間（たとえば、加工機械１０が設置される工場等の室内空間）とは、第１開口部３１を介して連通している。
【００４２】
第１開口部３１は、加工機械１０が据え付けられた床面から上方に離れた位置に設けられている。第１開口部３１は、Ｚ軸方向において、ワーク移動ステージ１２の載置面１２ａよりも高い位置に設けられている（載置面１２ａが、第１開口部３１の開口面の下端部よりも低い位置にある場合に対応）。
【００４３】
上記に限られず、第１開口部３１は、Ｚ軸方向において、ワーク移動ステージ１２の載置面１２ａと同じ高さに設けられてもよい（載置面１２ａが、第１開口部３１の開口面の上端部から下端部までの間の高さにある場合に対応）。第１開口部３１は、Ｚ軸方向において、ワーク移動ステージ１２の載置面１２ａよりも低い位置に設けられてもよい（載置面１２ａが、第１開口部３１の開口面の上端部よりも高い位置にある場合に対応）。
【００４４】
なお、第１開口部３１は、加工エリア５１内に空気を流入させる用途に加えて、別の用途（たとえば、加工機械１０がＡＭ／ＳＭハイブリッド加工機械である場合に、切屑を機外に排出する用途）を有してもよい。
【００４５】
第１開口部３１には、加工エリア５１内に強制的に空気を流入させるための送風機が設けられてよい。
【００４６】
第１カバー体２１には、第２開口部３３がさらに設けられている。第２開口部３３は、加工エリア５１内から空気を流出させるための開口である。第２開口部３３は、第１カバー体２１を貫通する貫通孔からなる。
【００４７】
第２開口部３３は、Ｚ軸方向において、第１開口部３１よりも高い位置に設けられている。第２開口部３３は、Ｚ軸方向において、加工ヘッド１４およびワーク移動ステージ１２よりも高い位置に設けられている。第２開口部３３は、Ｘ軸方向において、第１壁部２３および第２壁部２５から離れた位置に設けられている。第２開口部３３は、Ｘ軸方向において、第１壁部２３よりも第２壁部２５寄りの位置に設けられている（Ｘ軸方向における第２壁部２５から第２開口部３３までの距離＜Ｘ軸方向における第１壁部２３から第２開口部３３までの距離）。
【００４８】
第２開口部３３は、天井部２７に設けられている。第２開口部３３は、天井部２７を貫通する貫通孔からなる。
【００４９】
第２開口部３３の開口面積は、第１開口部３１の開口面積よりも大きくてもよいし、第１開口部３１の開口面積以下であってもよい。
【００５０】
図２は、図１中の誘導流発生部のダクト部を示す斜視図である。図１および図２を参照して、加工機械１０は、誘導流発生部４１をさらに有する。誘導流発生部４１は、第２壁部２５に設けられている。誘導流発生部４１は、加工エリア５１内において、第２壁部２５に沿って下方から上方に向かう空気流れを発生させる。
【００５１】
誘導流発生部４１は、第１送風機４６と、ダクト部４２とを有する。第１送風機４６は、その稼働に伴って、加工エリア５１内に空気を流入させる。第１送風機４６は、第２壁部２５に取り付けられている。第１送風機４６は、その稼働に伴って、収容空間５６から加工エリア５１内に空気を流入させる。
【００５２】
ダクト部４２は、ダクト形状を有し、空気が流れる流路を形成している。ダクト部４２は、加工エリア５１内に設けられている。ダクト部４２は、第２壁部２５に取り付けられている。ダクト部４２は、第１送風機４６から供給された空気を、下方から上方に向けた空気流れとして加工エリア５１内に送り出す。
【００５３】
ダクト部４２は、流入口４４と、上流部４２Ｐと、反転部４２Ｒと、下流部４２Ｑと、送出口４３とを有する。流入口４４、上流部４２Ｐ、反転部４２Ｒ、下流部４２Ｑおよび送出口４３は、挙げた順に、ダクト部４２における空気流れの上流側から下流側に並んで設けられている。
【００５４】
流入口４４は、ダクト部４２の一端で開口している。流入口４４は、第２壁部２５に設けられた開口部３５（図１を参照のこと）と重ね合わされている。収容空間５６と、ダクト部４２内の空間とは、開口部３５および流入口４４を介して連通している。流入口４４には、第１送風機４６が接続されている。
【００５５】
流入口４４は、Ｚ軸方向において、送出口４３よりも高い位置に設けられている。流入口４４は、Ｚ軸方向において、第１開口部３１よりも高い位置に設けられている。流入口４４は、Ｚ軸方向において、第２開口部３３よりも低い位置に設けられている。
【００５６】
上流部４２Ｐは、第２壁部２５に沿ってＺ軸方向に延びている。上流部４２Ｐは、流入口４４から下方に向けて延びている。上流部４２Ｐは、空気の流路面積が下方に向かうほど小さくなるように先細り形状を有してもよい。反転部４２Ｒは、上流部４２Ｐの下方端に接続されている。反転部４２Ｒは、上流部４２Ｐから、Ｘ軸方向において第１壁部２３に近づく方向に湾曲しながら１８０°反転するように設けられている。下流部４２Ｑは、反転部４２Ｒの上方端に接続されている。下流部４２Ｑは、反転部４２Ｒから上方に向けて延びている。Ｚ軸方向における下流部４２Ｑの長さは、Ｚ軸方向における上流部４２Ｐの長さよりも小さい。
【００５７】
送出口４３は、ダクト部４２の他端で開口している。送出口４３は、下流部４２Ｑの上方端に設けられている。
【００５８】
送出口４３は、第２開口部３３よりも低い位置に設けられている。送出口４３の開口面は、Ｚ軸方向において、第２開口部３３の開口面と対向している。
【００５９】
送出口４３は、Ｚ軸方向において、第１開口部３１と同じ高さに設けられてもよい。この場合、送出口４３の開口面が、第１開口部３１の開口面の上端部から下端部まで間の高さにある場合に対応している（図１中において、Ｈａ≦ｈ≦Ｈｂ）。送出口４３は、Ｚ軸方向において、第１開口部３１よりも低い位置に設けられてもよい。この場合、送出口４３の開口面が、第１開口部３１の開口面の下端部よりも低い位置にある場合に対応している（図１中において、ｈ＜Ｈａ）。
【００６０】
送出口４３は、Ｙ軸方向において、第１開口部３１と重なる位置に設けられることが好ましい。
【００６１】
第１送風機４６から供給される空気は、流入口４４を通じてダクト部４２の内部に流入する。ダクト部４２内に流入した空気は、上流部４２Ｐを通って、上方から下方に向かって流れる。上方から下方に向かって流れる空気流れは、反転部４２Ｒにおいて、下方から上方に向かって流れる空気流れに反転される。空気は、下流部４２Ｑにおいて下方から上方に向かって流れた後、送出口４３を通じて下方から上方に向けた空気流れとして加工エリア５１内に送出される。
【００６２】
加工機械１０は、集塵機７１と、第２送風機７６と、集塵ダクト７２とをさらに有する。
【００６３】
集塵機７１は、加工エリア５１の外部空間に設けられている。集塵機７１は、集塵ダクト７２を介して、第２開口部３３に接続されている。
【００６４】
第２送風機７６は、その稼働に伴って、加工エリア５１内から第２開口部３３を通じて集塵機７１に空気を供給する。第２送風機７６は、集塵機７１に内蔵されている。第２送風機７６は、第２開口部３３に設けられてもよいし、集塵ダクト７２の経路上に設けられてもよい。
【００６５】
続いて、本実施の形態における加工機械１０によって奏される作用効果について説明する。
【００６６】
ワークＷにおける加工点において、材料粉末が蒸気となり、その蒸気が冷却されることによって、加工エリア５１内に細かい粒子状（たとえば、１μｍ以下の粒子）のヒュームが発生する。また、材料粉末供給装置６６（材料粉末タンク６７）に材料粉末を補給する際、収容空間５６において、材料粉末（たとえば、５０μｍ程度の粉末）が収容空間５６を舞う可能性がある。これらの粉塵は、ユーザの健康上の理由等から、加工エリア５１内または収容空間５６内から効率的に排出することが求められる。
【００６７】
これに対して、本実施の形態における加工機械１０においては、加工エリア５１内に生じたヒュームと、収容空間５６内に舞う材料粉末とが、集塵ダクト７２を通じて集塵機７１に集められる。
【００６８】
ここで、誘導流発生部４１によって、加工エリア５１内に、第２壁部２５に沿って下方から上方に向かう空気流れ（図１中の白抜き矢印２１０に示す空気流れ（誘導流））を発生させる。これにより、第１開口部３１を通じて加工エリア５１内に流入した空気が、第１開口部３１が設けられた第１壁部２３から、誘導流が流れる第２壁部２５に向かう水平方向に沿った空気流れ（図１中の矢印２２０に示す空気流れ）と、第１壁部２３から第２壁部２５に向かって流れてきた空気が、誘導流に誘導されることによって、下方から上方に向かう上向きの空気流れ（図１中の矢印２３０に示す空気流れ）とを、加工エリア５１内に発生させることができる。
【００６９】
ワークＷの加工点で発生したヒュームは、第１壁部２３から第２壁部２５に向かう水平方向に沿った空気流れによって、第２壁部２５の近傍に集められる。第２壁部２５の近傍に集められたヒュームは、さらに、第２壁部２５に沿った上向きの空気流れによって、第２開口部３３を通じて加工エリア５１の外部に排出される。したがって、付加加工に伴って加工エリア５０内に生じたヒュームを効率的に外部に排出することができる。
【００７０】
また、第２開口部３３は、天井部２７に設けられている。このような構成によれば、天井部は、第２壁部２５に沿った上向きの空気流れの先方に位置しているため、加工エリア５１内のヒュームをさらに効率的に第２開口部３３を通じて排出することができる。
【００７１】
また、送出口４３が、第１開口部３１と同じ高さ、または、第１開口部３１よりも低い位置に設けられる場合、第１壁部２３から第２壁部２５に向かう水平方向に沿った空気流れを、より確実に誘導流に衝突させることができる。これにより、第２壁部２５に沿った上向きの空気流れが生じ易くなるため、加工エリア５１内のヒュームをさらに効率的に外部に排出することができる。
【００７２】
また、誘導流発生部４１は、第１送風機４６の稼働に伴って、収容空間５６から加工エリア５１内に空気を流入させることによって、上記の誘導流を発生させる。このため、収容空間５６に舞う材料粉末も、ダクト部４２を通って加工エリア５１内に導かれた後、送出口４３から送り出される誘導流によって外部に排出される。これにより、誘導流発生部４１によって、加工エリア５１内に生じたヒュームだけでなく、収容空間５６を舞う材料粉末も外部に排出されるため、加工機械１０における粉塵の排出機構を簡易な構成とできる。
【００７３】
図３は、図１中の第１開口部の変形例を示す斜視図である。図１および図３を参照して、本変形例では、加工機械１０が、整流機構部９１をさらに有する。整流機構部９１には、第１開口部３１が設けられている。整流機構部９１は、加工エリア５１内に流入する空気を、水平方向に沿った空気流れとする。
【００７４】
整流機構部９１は、ブロック体９２を有する。ブロック体９２には、複数の第１開口部３１が設けられている。複数の第１開口部３１は、上下方向に並んでいる。第１開口部３１は、Ｙ軸方向に沿ってスリット状に延びている。
【００７５】
このような構成によれば、第１開口部３１を通じて加工エリア５１内に流入した空気が、第２壁部２５に沿った誘導流まで到達し易くなるため、粉塵をさらに効率的に外部に排出することができる。
【００７６】
図４は、第１送風機および第２送風機の制御に関するブロック図である。図１および図４を参照して、加工機械１０は、制御装置８１をさらに有する。制御装置８１は、加工機械１０に備え付けられ、加工機械１０における各種動作を制御するための制御盤である。制御装置８１は、第１送風機４６および第２送風機７６を制御する。
【００７７】
制御装置８１は、送風制御部８２と、記憶部８３と、加工制御部８４とを有する。送風制御部８２は、第１送風機４６および第２送風機７６の動作を制御する。記憶部８３には、加工機械１０のユーザによって作成された加工プログラム（数値制御プログラム）が記憶されている。加工制御部８４は、ユーザからの指示に応じて、記憶部８３に記憶された加工プログラムを実行する。
【００７８】
送風制御部８２は、加工制御部８４において実行されている加工プログラムに基づいて、ワークの付加加工が行なわれているか否かを判断する。
【００７９】
材料粉末供給装置６６は、補給検知部８５をさらに有する。補給検知部８５は、材料粉末供給装置６６（材料粉末タンク６７）への材料粉末の補給を検知する。補給検知部８５は、たとえば、材料粉末タンク６７における材料粉末の補給口に設けられ、かかる補給口に投入された材料粉末を検知可能なセンサから構成されている。
【００８０】
材料粉末タンク６７の補給口には、開閉可能な蓋部材が設けられている。この場合に、補給検知部８５は、蓋部材が開状態とされたことを検知可能なセンサから構成されてもよい。
【００８１】
送風制御部８２は、補給検知部８５からの信号を受けて、材料粉末供給装置６６への材料粉末の補給が行なわれているか否かを判断する。
【００８２】
制御装置８１は、ワークの付加加工が行なわれる間、第１送風機４６および第２送風機７６を稼働させる。制御装置８１は、ワークの付加加工が行なわれる間、材料粉末供給装置６６への材料粉末の補給が行なわれるか否かにかかわらず、第１送風機４６および第２送風機７６を稼働させる。
【００８３】
制御装置８１は、ワークの付加加工が行なわれず、材料粉末供給装置６６への材料粉末の補給が行なわれる間、第１送風機４６を稼働させ、第２送風機７６を停止させる。
【００８４】
ワークの付加加工が行なわれず、材料粉末供給装置６６への材料粉末の補給が行なわれている間は、第１送風機４６だけを稼働させ、収容空間５６から加工エリア５１内に空気を供給することによって、収容空間５６に舞う材料粉末を加工エリア５１内に送り出す。ワークの付加加工が行なわれると、第１送風機４６および第２送風機７６の双方を稼働させることによって、収容空間５６に舞う材料粉末と、加工エリア５１内に発生したヒュームとを外部に排出する。これにより、送風機におけるエネルギー消費を抑えつつ、収容空間５６および加工エリア５１内の雰囲気を適切なタイミングで清浄にすることができる。
【００８５】
以上に説明した、この発明の実施の形態における加工機械１０の構造についてまとめると、本実施の形態における加工機械１０は、溶融された材料によりワークの付加加工を行なう加工機械である。加工機械１０は、水平方向において互いに対向する第１壁部２３および第２壁部２５を有し、第１壁部２３および第２壁部２５の間に加工エリア５１を形成する第１カバー体２１を備える。第１壁部２３には、加工エリア５１内に気体としての空気を流入させるための第１開口部３１が設けられる。加工機械１０は、第２壁部２５に沿って下方から上方に向かう空気流れを発生させる誘導流発生部４１をさらに備える。第１カバー体２１には、加工エリア５１内から空気を流出させるための第２開口部３３が設けられる。
【００８６】
このように構成された、この発明の実施の形態における加工機械１０によれば、ワークの付加加工に伴って発生する粉塵（ヒューム）を、加工エリア５１内から効率的に排出することができる。
【００８７】
なお、本発明における加工機械により行なわれる付加加工は、たとえば、本実施の形態における材料粉末に替えて、ワイヤーをワークに対して送り出すタイプの指向性エネルギー堆積法を利用してもよい。本発明における加工機械により行なわれる付加加工は、選択的レーザー溶融法を利用してもよいし、溶射加工であってもよい。
【００８８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
この発明は、付加加工を行なう加工機械に適用される。
【符号の説明】
【００９０】
１０  加工機械、１２  ワーク移動ステージ、１２ａ  載置面、１４  加工ヘッド、２１  第１カバー体、２３  第１壁部、２５  第２壁部、２７  天井部、３１  第１開口部、３３  第２開口部、４１  誘導流発生部、４２  ダクト部、４２Ｐ  上流部、４２Ｑ  下流部、４２Ｒ  反転部、４３  送出口、４４  流入口、４６  第１送風機、５１  加工エリア、５６  収容空間、６１  第２カバー体、６６  材料粉末供給装置、６７  材料粉末タンク、６８  混合部、７１  集塵機、７２  集塵ダクト、７６  第２送風機、８１  制御装置、８２  送風制御部、８３  記憶部、８４  加工制御部、８５  補給検知部、９１  整流機構部、９２  ブロック体。
【図１】
2020185594.tif 000003
【図２】
2020185594.tif 000004
【図３】
2020185594.tif 000005
【図４】
2020185594.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月3日(2020.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融された材料によりワークの付加加工を行なう加工機械であって、
水平方向において互いに対向する第１壁部および第２壁部を有し、前記第１壁部および前記第２壁部の間に加工エリアを形成する第１カバー体を備え、
前記第１壁部には、前記加工エリア内に気体を流入させるための第１開口部が設けられ、さらに、
前記第２壁部に沿って下方から上方に向かう気体流れを発生させる誘導流発生部を備え、
前記第１カバー体には、前記加工エリア内から気体を流出させるための第２開口部が設けられ、さらに、
収容空間を形成し、前記加工エリアに向けて材料粉末を供給する材料粉末供給装置を前記収容空間に収容する第２カバー体をさらに備え、
前記誘導流発生部は、
前記収容空間から前記加工エリア内に気体を供給する第１送風機と、
前記収容空間から供給された気体を、下方から上方に向けた気体流れとして前記加工エリア内に送り出すダクト部とを有する、加工機械。
【請求項２】
集塵機と、
前記加工エリア内から前記第２開口部を通じて前記集塵機に気体を供給する第２送風機と、
前記第１送風機および前記第２送風機を制御する制御装置とをさらに備え、
前記制御装置は、
ワークの付加加工が行なわれる間、前記第１送風機および前記第２送風機を稼働させ、
ワークの付加加工が行なわれず、前記材料粉末供給装置への材料粉末の補給が行なわれる間、前記第１送風機を稼働させ、前記第２送風機を停止させる、請求項１に記載の加工機械。
【請求項３】
前記第１カバー体は、天井部をさらに有し、
前記第２開口部は、前記天井部に設けられる、請求項１または２に記載の加工機械。
【請求項４】
前記誘導流発生部は、送出口を含み、前記送出口を通じて気体を前記加工エリア内に送り出すダクト部を有し、
前記送出口は、前記第１開口部と同じ高さ、または、前記第１開口部よりも低い位置に設けられる、請求項１から３のいずれか１項に記載の加工機械。
【請求項５】
前記第１開口部が設けられ、前記加工エリア内に流入する気体を、水平方向に沿った気体流れとする整流機構部をさらに備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の加工機械。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明の１つの局面に従った加工機械は、溶融された材料によりワークの付加加工を行なう加工機械である。加工機械は、水平方向において互いに対向する第１壁部および第２壁部を有し、第１壁部および第２壁部の間に加工エリアを形成する第１カバー体を備える。第１壁部には、加工エリア内に気体を流入させるための第１開口部が設けられる。加工機械は、第２壁部に沿って下方から上方に向かう気体流れを発生させる誘導流発生部をさらに備える。第１カバー体には、加工エリア内から気体を流出させるための第２開口部が設けられる。加工機械は、収容空間を形成し、加工エリアに向けて材料粉末を供給する材料粉末供給装置を収容空間に収容する第２カバー体をさらに備える。誘導流発生部は、収容空間から加工エリア内に気体を供給する第１送風機と、収容空間から供給された気体を、下方から上方に向けた気体流れとして加工エリア内に送り出すダクト部とを有する。
この発明の別の局面に従った加工機械は、溶融された材料によりワークの付加加工を行なう加工機械である。加工機械は、水平方向において互いに対向する第１壁部および第２壁部を有し、第１壁部および第２壁部の間に加工エリアを形成する第１カバー体を備える。第１壁部には、加工エリア内に気体を流入させるための第１開口部が設けられる。加工機械は、第２壁部に沿って下方から上方に向かう気体流れを発生させる誘導流発生部をさらに備える。第１カバー体には、加工エリア内から気体を流出させるための第２開口部が設けられる。