(57)【要約】【課題】金属だけでなく、材質がグラファイト、樹脂材、ＣＦＲＰなどの加工対象物のワークを加工する場合であっても、好適に切屑の拡散を抑制して切屑を排出することを可能にする工作機械を提供すること。【解決手段】加工対象物Ｗを加工するとともに発生する切屑Ｄの飛散を抑制するための切屑飛散抑制機構５を備えており、切屑飛散抑制機構５は、加工対象物Ｗを含むテーブル４上の乾式加工領域Ｒ１に気体Ｍ１を吐出して切屑Ｄを撹乱する切屑撹乱手段７と、乾式加工領域Ｒ１の外側に乾式加工領域Ｒ１を囲繞するように上方から液体又は気体である流体Ｍ２を幕状に吐出し、幕状の流体カーテン１０によって乾式加工領域Ｒ１を含む閉鎖領域Ｒ２を形成する流体カーテン形成手段１１と、流体カーテン形成手段１１で幕状に吐出した流体Ｍ２を受けて排出する排出手段１２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具が取り付けられる主軸と、加工対象物を支持するテーブルとを備え、前記主軸と前記テーブルとを相対移動させつつ前記工具によって前記加工対象物を加工する工作機械であって、
加工によって前記加工対象物から発生する切屑の飛散を抑制するための切屑飛散抑制機構を備えており、
前記切屑飛散抑制機構は、前記加工対象物を含む前記テーブル上の乾式加工領域に気体を吐出して前記切屑を撹乱する切屑撹乱手段と、
前記乾式加工領域の外側に前記乾式加工領域を囲繞するように上方から液体又は気体である流体を幕状に吐出し、幕状の流体カーテンによって前記乾式加工領域を含む閉鎖領域を形成する流体カーテン形成手段と、
前記流体カーテン形成手段によって幕状に吐出した流体を受けて排出する排出手段とを備える、工作機械。
【請求項２】
前記流体カーテン形成手段が、流体を吐出する流体カーテン形成用ノズルと、前記流体カーテン形成用ノズルに流体を供給する流体供給手段とを備え、
前記流体カーテン形成用ノズルが前記主軸に取り付けられている、請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記流体カーテン形成用ノズルが流体を吐出する吐出方向を調節可能に設けられている、請求項２に記載の工作機械。
【請求項４】
前記切屑飛散抑制機構は、前記テーブルの上面から上方に延び、前記加工対象物を囲繞するように配設される筒状の内郭と、前記テーブルの上面から上方に延び、前記内郭を囲繞するように配設される筒状の外郭とを備え、
前記内郭の内部が前記乾式加工領域とされ、
前記内郭と前記外郭の間が前記幕状に吐出した流体を受けて排出するための排出流路とされている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の工作機械。
【請求項５】
前記排出手段が、
前記排出流路と、
前記排出流路と接続され、前記排出流路から流体が送られる除去回収槽とを備える、請求項４に記載の工作機械。
【請求項６】
前記排出手段が、
前記排出流路と、
前記排出流路を前記閉鎖領域に対して負圧にする排出流路吸引手段とを備える、請求項４又は請求項５に記載の工作機械。
【請求項７】
前記内郭及び前記外郭の上端部に前記切屑に対して吸着性能を有する吸着剤が一体に設けられている、請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の工作機械。
【請求項８】
前記乾式加工領域内の前記切屑を吸引して除去する加工領域吸引手段を備える、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に関し、特に、加工時に発生する切屑の飛散を好適に抑制できる工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械で加工対象物であるワークに切削加工や研削加工を行う際には、切屑が、例えば、工作機械の摺動面等に入り込んで、摩耗が生じたり、工具寿命が短縮するなどの不都合を招くため、切屑の飛散を抑制するようにしている。なお、本明細書において「切屑」は広く解釈され、粉状の「切粉」を含む。
【０００３】
切屑の飛散を抑制する対策としては、例えば、ワークの加工部（加工対象位置）に液体を供給する手法（例えば、特許文献１、特許文献２参照）や、ワークの周囲等にノズルから液体をカーテン状に噴出する手法（例えば、特許文献３参照）、ワークをカバー部材で内包する手法などが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−０７７４７５号公報
【特許文献２】特開２００５−１０３７３４号公報
【特許文献３】特開２００１−１２１３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、近年、工作機械による精密加工のさらなる精密化が加速度的に進んでいる。また、ＣＦＲＰ、樹脂材の加工や、加工性に優れ、電極などに利用されるグラファイトの加工の需要が高まっている。
【０００６】
これらＣＦＲＰ、樹脂材、グラファイトなどは、材料にクラック、変形が生じるなどの加工上の問題もあり、クーラントを使用せず、乾式で切削、研削等の加工を行っており、金属加工に比べ、加工時に発生する切屑の飛散抑制対策がさらに重要になる。
【０００７】
具体的に、例えば、グラファイトは、従来の銅電極と比較し、荒加工の時間が短い、熱変形が少ない、軽量であるなどの多くの利点があるため、電極などとしての需要が高まっている。しかしながら、グラファイトは、微小な炭素粒子を主成分とする粉末焼結体であるため、切削、研削等の加工時に粉末化した切屑（切粉）が発生し、これが工作機械の摺動部に侵入することで、摺動面に摩耗が生じて機械の老朽化を促進させたり、工具寿命を著しく低下させるなどのトラブルを招く。
【０００８】
また、微小な切屑が生じる材質、例えば樹脂材、ＣＦＲＰなどを加工する際にも、微小な切屑の処理に多大な労力を要する上、切屑が飛散して機械の故障原因となったり、作業者の健康被害を招くおそれがある。
【０００９】
これに対し、上記従来の特許文献１、特許文献２、特許文献３の工作機械においては、主軸と加工部の間に切屑が外部に出る隙間があり、グラファイト、樹脂材、ＣＦＲＰなどの加工時に発生する微小な切屑の拡散を十分に抑制することが難しい。
【００１０】
また、特許文献１、特許文献２、特許文献３の工作機械においては、工具径・工具長の違いに柔軟に対応できず、工具径・工具長の違いに応じて構成、仕様をその都度変更する必要があったり、ノズルや配管等に切屑が付着し、点検・メンテナンスなどに多大な労力を要することも考えられる。
【００１１】
このため、材質がグラファイト、樹脂材、ＣＦＲＰなどのワークを加工する場合であっても、好適に切屑の拡散を抑制できる手法の開発が強く望まれていた。
【００１２】
本発明は、金属だけでなく、材質がグラファイト、樹脂材、ＣＦＲＰなどの加工対象物を加工する場合であっても、好適に切屑の拡散を抑制することを可能にする工作機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、グラファイトなどを加工する場合であっても好適に切屑の拡散を抑制する手段を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
（１）本発明は、工具（例えば、後述の工具３）が取り付けられる主軸（例えば、後述の主軸１）と、加工対象物（例えば、後述のワークＷ）を支持するテーブル（例えば、後述のテーブル４）とを備え、前記主軸と前記テーブルとを相対移動させつつ前記工具によって前記加工対象物を加工する工作機械（例えば、後述の工作機械Ａ）であって、加工によって前記加工対象物から発生する切屑（例えば、後述の切屑Ｄ）の飛散を抑制するための切屑飛散抑制機構（例えば、後述の切屑飛散抑制機構５）を備えており、前記切屑飛散抑制機構は、前記加工対象物を含む前記テーブル上の乾式加工領域（例えば、後述の乾式加工領域Ｒ１）に気体（例えば、後述の気体Ｍ１）を吐出して前記切屑を撹乱する切屑撹乱手段（例えば、後述の切屑撹乱手段７）と、前記乾式加工領域の外側に前記乾式加工領域を囲繞するように上方から液体又は気体である流体（例えば、後述の流体Ｍ２）を幕状に吐出し、幕状の流体カーテン（例えば、後述の流体カーテン１０）によって前記乾式加工領域を含む閉鎖領域（例えば、後述の閉鎖領域Ｒ２）を形成する流体カーテン形成手段（例えば、後述の流体カーテン形成手段１１）と、前記流体カーテン形成手段によって幕状に吐出した流体を受けて排出する排出手段（例えば、後述の排出手段１２）とを備えることを特徴とする。
【００１５】
（２）上記（１）において、前記流体カーテン形成手段が、流体を吐出する流体カーテン形成用ノズル（例えば、後述の流体カーテン形成用ノズル１１ａ）と、前記流体カーテン形成用ノズルに流体を供給する流体供給手段（例えば、後述の流体供給手段１１ｂ）とを備え、前記流体カーテン形成用ノズルが前記主軸に取り付けられていてもよい。
【００１６】
（３）上記（２）において、前記流体カーテン形成用ノズルが流体を吐出する吐出方向を調節可能に設けられていてもよい。
【００１７】
（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記切屑飛散抑制機構は、前記テーブルの上面から上方に延び、前記加工対象物を囲繞するように配設される筒状の内郭（例えば、後述の内郭１３）と、前記テーブルの上面から上方に延び、前記内郭を囲繞するように配設される筒状の外郭（例えば、後述の外郭１４）とを備え、前記内郭の内部が前記乾式加工領域とされ、前記内郭と前記外郭の間が前記幕状に吐出した流体を受けて排出するための排出流路（例えば、後述の排出流路１５）とされていてもよい。
なお、本発明における「筒状」には「有底筒状、周方向に非連続な形状などの略筒状」も含まれる。
【００１８】
（５）上記（４）において、前記排出手段が、前記排出流路と、前記排出流路と接続され、前記排出流路から流体が送られる除去回収槽（例えば、後述の除去回収槽２３）とを備えていてもよい。
【００１９】
（６）上記（４）又は（５）において、前記排出手段が、前記排出流路と、前記排出流路を前記閉鎖領域に対して負圧にする排出流路吸引手段（例えば、後述の排出流路吸引手段２４）とを備えていてもよい。
【００２０】
（７）上記（４）から（６）のいずれかにおいて、前記内郭及び前記外郭の上端部に前記切屑に対して吸着性能を有する吸着剤（例えば、後述の吸着剤１６）が一体に設けられていてもよい。
【００２１】
（８）本発明は、上記（１）から（７）のいずれかにおいて、前記乾式加工領域内の前記切屑を吸引して除去する加工領域吸引手段を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明においては、クーラントを用いず、乾式加工領域で加工対象物（ワーク）を乾式加工することができ、この加工時に発生する切屑を乾式加工領域に吐出した気体で撹乱して舞い上げ、乾式加工領域の外側に形成した流体カーテンによって、流体カーテンで囲まれた閉鎖領域から外部に飛散することを抑制しつつ、流体カーテンを形成する幕状の液体又は気体である流体とともに切屑を排出することができる。
【００２３】
よって、本発明に係る工作機械によれば、乾式加工領域と、従来手法では微小な切屑の拡散抑制が困難であったグラファイト、樹脂材、ＣＦＲＰなどの加工対象物を切削加工や研削加工などする場合であっても、好適に切屑の拡散を抑制して切屑を排出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の工作機械の一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図１を参照し、本発明の一実施形態に係る工作機械について説明する。
【００２６】
本実施形態の工作機械は、材質が金属、グラファイト、樹脂材、ＣＦＲＰなどの加工対象物のワークを所定の形状に除去加工（切削加工、研削加工など）するためのマシニングセンタなどの工作機械である。なお、本発明に係る工作機械は、マシニングセンタを備える工作機械に限定する必要はなく、工具でワークを切削加工、研削加工などする様々なケースに適用可能である。
【００２７】
具体的に、本実施形態の工作機械Ａは、図１に示すように、例えば、工作機械本体２と、軸線Ｏ１方向を上下方向に向けて配設される主軸１と、主軸１を軸線Ｏ１周りに回転駆動するための回転駆動手段（不図示）と、主軸１に取り付けられる工具３と、主軸１や工具３の下方に、上面に加工対象物のワークＷを固定して支持するとともに、主軸１や工具３に対して上下方向（Ｚ）及び前後方向（前後左右の横方向：ＸＹ）に相対的に移動可能に配設されたテーブル４と、ワークＷの加工によって発生した切屑Ｄの飛散を抑制するとともに、切屑Ｄを除去回収するための切屑飛散抑制機構５とを備えて構成されている。
【００２８】
ここで、本実施形態では、工具３が互いの軸線Ｏ１を同軸上に配し、ホルダ６を介して主軸１に着脱可能に接続して設けられている。なお、本実施形態では、主軸１が軸線Ｏ１周りに回転するものとしているが、これに制限されない。例えば、軸線Ｏ１方向を上下方向に向けて配設される略円筒状の主軸１と、ベアリングを介して主軸１の内部に軸線Ｏ１周りに回転可能に支持された回転軸と、回転軸を回転駆動するための回転駆動手段とを備え、回転軸にホルダ６を介して工具３を着脱可能に接続し、主軸１に工具３を取り付けるように構成してもよい。
【００２９】
切屑飛散抑制機構５は、主軸１や工具３側からテーブル４上のワークＷを含む乾式加工領域Ｒ１に空気などの気体Ｍ１を吐出（噴出を含む）する切屑撹乱手段７と、主軸１や工具３側の上方からテーブル４上の乾式加工領域Ｒ１を囲繞するように水や空気などの流体（液体又は気体）Ｍ２を幕状に吐出して流体カーテン１０を形成し、流体カーテン１０によって、乾式加工領域Ｒ１を含み、外部と遮断された閉鎖領域Ｒ２を形成する流体カーテン形成手段１１と、流体カーテン形成手段１１で吐出した流体Ｍ２（流体カーテン１０）を受けて外部に排出する排出手段１２とを備えている。
本発明において「囲繞する」とは、巨視的に視て「囲繞する」ことを意味する。したがって、微視的には、隙間を有していてもよい。現実的には、隙間無く囲繞することは困難である。
【００３０】
また、本実施形態の切屑飛散抑制機構５は、乾式加工領域Ｒ１を形成する内郭１３と、流体カーテン１０とともに閉鎖領域Ｒ２を形成する外郭１４とを備えている。
【００３１】
内郭１３は、上部が開口し、所定の高さ寸法の筒状（有底筒状を含む略筒状）に形成され、主軸１及び工具３の軸線Ｏ１と同軸上に、且つワークＷを設置するワーク設置領域を囲繞するようにテーブル４上に設けられている。
【００３２】
外郭１４は、主軸１及び工具３の軸線Ｏ１と同軸上に、且つ内郭１３を囲繞するようにテーブル４上に設けられている。また、外郭１４は、内郭１３との間に所定幅の隙間をあけて配設され、この隙間によって流体カーテン１０を受けて排出するための排出流路１５を形成している。
【００３３】
また、内郭１３は、その上端部側が中心軸線Ｏ１側の内側に傾斜し、上部開口１３ａの面積が、主軸１や工具３などの工作機械本体２と干渉しない面積を確保しつつ、下部側の横断面面積よりも小となるように形成されている。外郭１４は、その上端部が内郭１３の上端部よりも上方に配されるとともに、内郭１３に沿うように、上端部側が中心軸線Ｏ１側の内側に傾斜し、上部開口１４ａの面積が下部側の横断面面積よりも小となるように形成されている。
【００３４】
さらに、本実施形態では、内郭１３や外郭１４の上端部（上方部分）に、切屑Ｄに対して化学的及び／又は物理的な吸着性能を有する吸着剤１６が一体に設けられている。
【００３５】
切屑撹乱手段７は、例えば、工具３を着脱可能に保持して主軸１に工具３を接続するホルダ６などに着脱可能に取り付けられ、下方の内郭１３の上部開口１３ａから内部の乾式加工領域Ｒ１に空気などの気体Ｍ１を吐出する切屑撹乱用ノズル７ａと、圧縮気体Ｍ１を切屑撹乱用ノズル７ａに供給するコンプレッサーなどの圧縮気体供給手段７ｂとを備えている。また、切屑撹乱手段７は、切屑撹乱用ノズル７ａが軸線Ｏ１中心の周方向に等間隔で複数設けられている。
【００３６】
そして、切屑撹乱手段７は、ワークＷの加工時などに、複数の切屑撹乱用ノズル７ａから空気などの気体Ｍ１を内郭１３の内部の乾式加工領域Ｒ１に吐出し、切屑Ｄを撹乱して舞い上げる（吹き上げる）。すなわち、乾式加工領域Ｒ１の底部に切屑Ｄが堆積しないように撹乱する。
【００３７】
なお、本実施形態では、複数の切屑撹乱用ノズル７ａを備えて切屑撹乱手段７が構成されているものとしたが、これに制限されない。乾式加工領域Ｒ１で好適に切屑Ｄを撹乱することが可能であれば、ホルダ６や工具３の内空部（センタースルー）に圧縮気体Ｍ１を供給し、ホルダ６の先端部や工具３の開口から気体Ｍ１を乾式加工領域Ｒ１に吐出するように構成してもよい。また、乾式加工領域Ｒ１のどの位置に気体Ｍ１を吐出するかは加工条件等に応じて適宜設定すればよい。
【００３８】
また、例えば、加工時のテーブル４と、主軸１や工具３との相対位置を検知する相対位置検知手段２０と、この相対位置検知手段２０の検知結果を受けて気体Ｍ１の吐出方向（複数の切屑撹乱用ノズル７ａの向きなど）を調節制御する制御手段２１とを備えてもよい。この場合には、テーブル４と、主軸１や工具３との相対位置に応じて、好適に乾式加工領域Ｒ１で切屑Ｄを撹乱して舞い上げるように制御することができる。
【００３９】
次に、流体カーテン形成手段１１は、例えば、主軸１に着脱可能に取り付けられ、水や空気などの流体（液体又は気体）Ｍ２を吐出する流体カーテン形成用ノズル１１ａと、圧縮流体Ｍ２を流体カーテン形成用ノズル１１ａに供給するポンプやコンプレッサーなどの流体供給手段１１ｂとを備えている。
【００４０】
流体カーテン形成手段１１は、流体カーテン形成用ノズル１１ａが軸線Ｏ１中心の周方向に等間隔で複数設けられており、複数の流体カーテン形成用ノズル１１ａで吐出した流体Ｍ２が主軸１から内郭１３の上端部と外郭１４の上端部の間の排出流路１５の流路開口部１５ａに向けて、幕状で略円錐台状の流体カーテン１０を形成する。
本発明において「幕状」とは、巨視的に視て「幕状」であることを意味する。したがって、微視的には、隙間を有していてもよい。現実的には、隙間無く流体を吐出させることは困難である。
【００４１】
なお、本実施形態では、流体カーテン形成用ノズル１１ａから水Ｍ２が吐出され、幕状で略円錐台状のウォーターカーテン（流体カーテン１０）を形成するように構成されている。複数の流体カーテン形成用ノズル１１ａと流体供給手段１１ｂとを接続し、水や空気などの流体Ｍ２を給送する配管１１ｃは、例えば、主軸１を支持するコラム８に支持させるなどして配設すればよい。加えて、複数の流体カーテン形成用ノズル１１ａは、主軸１に適宜支持手段を用いて取り付ければよい（好ましくは着脱可能に取り付ければよい）。これらの構成、手段は、特に限定する必要はない。
【００４２】
流体カーテン形成手段１１では、幕状に吐出した流体Ｍ２の流体カーテン１０が流路開口部１５ａから排出流路１５の内部に入り、流体カーテン１０は排出流路１５を流通して外部に排出される。このとき、排出流路１５の流路開口部１５ａは、流体カーテン１０を確実に受けて排出流路１５の内部に取り込める大きさ（形状）で形成されている。
【００４３】
本実施形態では、例えば、加工時のテーブル４と、主軸１や工具３との相対位置を検知する相対位置検知手段２０と、この相対位置検知手段２０の検知結果を受けて流体Ｍ２の吐出方向（複数の流体カーテン形成用ノズル１１ａの向きなど）を調節制御する制御手段２１とを備えている。この場合には、テーブル４と、主軸１や工具３との相対位置に応じて、確実に排出流路１５の流路開口部１５ａで流体カーテン１０を受けて、排出流路の内部に取り込めるように制御することができる。
【００４４】
なお、切屑撹乱手段７の相対位置検知手段２０及び制御手段２１と、流体カーテン形成手段１１の相対位置検知手段２０及び制御手段２１とが兼用されるように構成してもよい。また、切屑撹乱手段７の複数の切屑撹乱用ノズル７ａや流体カーテン形成手段１１の複数の流体カーテン形成用ノズル１１ａは、加工動作に従動してその向きなどを制御せず、加工前に予め所望の向きなどに調節することで、好適に切屑Ｄを撹乱して舞い上げたり、確実に排出流路１５の流路開口部１５ａで流体カーテン１０を受けられるように構成してもよい。
【００４５】
本実施形態では、外郭１４と内郭１３の間の排出流路１５が配管２２を接続するなどして外部に延設され、排出流路１５から液体又は気体の流体Ｍ２を一時的に貯留する除去回収槽２３に接続されている。
【００４６】
ここで、流体カーテン形成手段１１は、排出流路１５に負圧を発生させて流体等の流通効率を高め、さらに、排出流路１５の流路開口部１５ａに吸引力を発生させて、より確実に、流体カーテン１０を流路開口部１５ａから排出流路１５に取り込めるようにするための真空ポンプなどの排出流路吸引手段２４を備えて構成してもよい。
なお、本実施形態において、本発明に係る排出手段は、排出流路１５と配管２２と除去回収槽２３と排出流路吸引手段２４とによって構成されている。
【００４７】
そして、上記構成からなる本実施形態の工作機械Ａにおいては、主軸１とともに工具３を軸線Ｏ１周りに回転させつつ切り込ませるなどしてワークＷを加工する際に、流体カーテン形成手段１１によって、水や空気などの流体Ｍ２を流体カーテン形成用ノズル１１ａから吐出させ、主軸１から排出流路１５の流路開口部１５ａに達する幕状で略円錐台状の流体カーテン１０を形成する。これにより、流体カーテン１０と外郭１４とによって、内郭１３、ワークＷが配され、外部に対して遮断された閉鎖領域Ｒ２を形成することができる。
【００４８】
流体カーテン１０と外郭１４とによって閉鎖領域Ｒ２を形成した状態で、内郭１３の内側の乾式加工領域Ｒ１でワークＷを加工するとともに、乾式加工領域Ｒ１に、切屑撹乱手段７の複数の切屑撹乱用ノズル７ａから空気などの気体Ｍ１を吐出し、ワークＷの加工によって発生した切屑Ｄを、複数の切屑撹乱用ノズル７ａから吐出した気体Ｍ１で撹乱して舞い上げる（吹き上げる）。
【００４９】
乾式加工領域Ｒ１で撹乱して舞い上がった切屑Ｄは、内郭１３の上部開口１３ａから外に舞い上がっても、乾式加工領域Ｒ１の外側が流体カーテン１０と外郭１４とによって閉塞された閉鎖領域Ｒ２内であるため、流体カーテン１０よりも外部に飛散することがない。
【００５０】
そして、乾式加工領域Ｒ１で撹乱して舞い上がった切屑Ｄは、流体カーテン１０に接触するとともに、流体カーテン１０に含まれ、流体Ｍ２とともに流路開口部１５ａから排出流路１５に取り込まれる。これにより、流体カーテン１０を形成した水や空気などの流体Ｍ２とともに切屑Ｄは、排出流路１５から除去回収槽２３に排出され、除去回収される。
【００５１】
したがって、本実施形態の工作機械Ａにおいては、クーラントを用いず、乾式加工領域Ｒ１でワークＷを乾式加工することができ、加工時に発生する切屑Ｄを乾式加工領域Ｒ１に吐出した気体Ｍ１で撹乱して舞い上げ、乾式加工領域Ｒ１の外側に形成した流体カーテン１０によって、流体カーテン１０で囲まれて閉塞された閉鎖領域Ｒ２から外部に飛散することを抑制しつつ、流体カーテン１０を形成する流体Ｍ２とともに流路開口部１５ａから排出流路１５に取り込むことができる。
【００５２】
すなわち、本実施形態の工作機械Ａでは、主軸１とワークＷを加工する加工部との間に隙間がほとんどできないように流体カーテン１０を形成するようにしたことで、金属だけでなく、グラファイト、樹脂、ＣＦＲＰなどの加工対象物のワークＷを乾式で加工したとしても、その際に発生する微小な切屑Ｄが外部に飛散することを確実に抑制できる。本実施形態の工作機械Ａは、ワークから切粉が発生する場合に特に好適である。
【００５３】
よって、本実施形態の工作機械Ａによれば、乾式加工領域Ｒ１と、従来手法では切屑Ｄの拡散抑制が困難であったグラファイト、樹脂材、ＣＦＲＰなどのワークＷを加工する場合であっても、好適に切屑Ｄの拡散を抑制して除去回収することが可能になる。
【００５４】
さらに、本実施形態の工作機械Ａでは、乾式加工領域Ｒ１と閉鎖領域Ｒ２とが分離した形で形成されているため、乾式加工領域Ｒ１で発生した切屑Ｄを切屑撹乱手段７で撹乱して舞い上げるだけで、順次、発生する切屑Ｄを、効率よく閉鎖領域Ｒ２に送って流体カーテン１０で排出流路１５を通じて排出、除去回収することができる。
【００５５】
また、工作機械本体２の主軸１に流体カーテン形成手段１１の複数の流体カーテン形成用ノズル１１ａを着脱可能に取り付け、主軸１から排出流路１５の流路開口部１５ａに達する流体カーテン１０で閉鎖領域Ｒ２を形成するようにした。このように流体カーテン１０を形成する複数の流体カーテン形成用ノズル１１ａを主軸１に設けたことで、複数の流体カーテン形成用ノズル１１ａと流体供給手段１１ｂとを接続する配管１１ｃの摩耗や接触などによる損傷を抑止することができ、保守性の高い切屑飛散抑制機構５、ひいては工作機械Ａを実現することが可能になる。
【００５６】
さらに、複数の流体カーテン形成用ノズル１１ａを主軸１に取り付けるようにしたことで、特別な固定具を用いず、適宜簡易な固定手段で取り付けを行うことができる。また、複数の流体カーテン形成用ノズル１１ａに切屑Ｄ等が付着しにくい構成であるため、点検、保守を容易にすることができる。
【００５７】
本実施形態の工作機械Ａは、例えば、排出流路１５の流路開口部１５ａの大きさや流体カーテン形成用ノズル１１ａの向きなどを調節するだけで、閉鎖領域Ｒ２の大きさを変化させることができ、径や長さが異なる工具３を用いる様々な加工時に対応することができる。
【００５８】
さらに、本実施形態の工作機械Ａは、加工時のテーブル４と主軸１や工具３との相対位置を検知する相対位置検知手段２０と、この相対位置検知手段２０の検知結果を受けて気体Ｍ１や流体Ｍ２の吐出方向（複数の切屑撹乱用ノズル７ａや流体カーテン形成用ノズル１１ａの向きなど）を調節制御する制御手段２１とを備えることにより、加工時の動作に従動して、好適に乾式加工領域Ｒ１で切屑Ｄを撹乱して舞い上げ、且つ好適に流体カーテン１０を形成し、より確実且つ効果的に、切屑Ｄの拡散抑制、切屑Ｄの除去回収を行うことが可能になる。
【００５９】
これらにより、本実施形態の工作機械Ａによれば、加工対象物のワークＷ、工具３及びプログラムに応じて設備の選定や変更を不要にできる。また、加工エリア（上下方向、前後方向：ＸＹＺ）が異なる場合であっても、その都度、流体カーテン形成用ノズル１１ａ等の固定箇所を変更する必要が少ない。さらに、このような設定変更等が少なくなることで、人為的なミスによる破損等も生じにくくなる。
【００６０】
また、テーブル４上に内郭１３と外郭１４を設置することにより、容易に乾式加工領域Ｒ１、排出流路１５、ひいては閉鎖領域Ｒ２を形成することが可能になる。また、内郭１３と外郭１４の大きさ、形状等に応じて、乾式加工領域Ｒ１、排出流路１５、ひいては閉鎖領域Ｒ２の大きさ、形状を容易に設定できる。
【００６１】
さらに、排出流路１５に取り込まれた切屑Ｄを流体Ｍ２とともに除去回収槽２３に送って除去回収することができる。これにより、切屑Ｄ等の処理を容易にすることができる。さらに、排出流路吸引手段２４を設けることで、切屑Ｄを流体Ｍ２とともに排出流路１５から除去回収槽２３に効率的且つ効果的に流通させ、除去回収することができる。
【００６２】
また、本実施形態の工作機械Ａにおいては、内郭１３や外郭１４の上端部に吸着剤１６が具備されていることにより、乾式加工領域Ｒ１で撹乱して舞い上がった切屑Ｄを吸着剤１６で吸着して捕捉することができる。よって、さらに確実に切屑Ｄが外部に飛散することを抑制できる。
【００６３】
さらに、流体カーテン形成手段１１から吐出して流体カーテン１０を形成する水や空気などの流体Ｍ２、切屑撹乱手段７から吐出される空気などの気体Ｍ１をクーラントとして機能させることもできる。
【００６４】
以上、本発明に係る工作機械の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００６５】
例えば、本実施形態では、切屑Ｄを流体Ｍ２とともに排出流路１５から除去回収槽２３に送って除去回収するものとしたが、必ずしも除去回収槽２３に貯留するように構成しなくてもよい。また、流体カーテン１０を受けて切屑Ｄとともに流体Ｍ２を流通させることが可能であれば、排出流路１５の構成を本実施形態のように限定しなくてもよい。
【００６６】
また、乾式加工領域Ｒ１内の切屑Ｄを吸引して外部に除去する加工領域吸引手段（不図示）を備え、切屑Ｄが乾式加工領域Ｒ１内に溜まってしまった場合に、加工領域吸引手段で回収除去できるように構成してもよい。加工領域吸引手段の例としては、（１）真空吸引装置と、真空吸引装置に接続した吸引管とを備え、真空吸引装置の駆動とともに乾式加工領域Ｒ１に配された吸引管の先端から切屑Ｄを吸引するように構成したり、（２）テーブル４に乾式加工領域に連通する吸引路を形成し、真空吸引装置の駆動とともに吸引路に吸引力（負圧）を作用させて乾式加工領域Ｒ１の切屑Ｄを吸引路に吸引し、吸引路から外部に切屑Ｄを排出させるように構成することが挙げられる。
【符号の説明】
【００６７】
１  主軸
３  工具
４  テーブル
５  切屑飛散抑制機構
７  切屑撹乱手段
７ａ  切屑撹乱用ノズル
７ｂ  圧縮気体供給手段
１０  流体カーテン
１１  流体カーテン形成手段
１１ａ  流体カーテン形成用ノズル
１１ｂ  流体供給手段
１１ｃ  配管
１２  排出手段
１３  内郭
１４  外郭
１５  排出流路
１６  吸着剤
２０  相対位置検知手段
２１  制御手段
２２  配管
２３  除去回収槽
２４  排出流路吸引手段
Ａ  工作機械
Ｄ  切屑
Ｍ１  気体
Ｍ２  流体（液体又は気体）
Ｏ１  軸線
Ｒ１  乾式加工領域
Ｒ２  閉鎖領域
Ｗ  ワーク（加工対象物）
【図１】
2020040150.tif 000003