(57)【要約】  【課題】独立した負圧発生設備を必要とせず、旋盤への取り付けを簡便に行なうことができる旋盤用切粉吸引装置を提供する。  【解決手段】工具Ｔ１による切削箇所に臨むように配置される吸引口２０を有し旋盤の本体部分に固定される切粉搬送管２と、該切粉搬送管２に接続され、吸引口２０から遠ざかる方向に向けて切粉搬送管２内に圧縮空気を高速噴射する噴射管３とを備えた旋盤用切粉吸引装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具による切削箇所に臨むように配置される吸引口を有し、旋盤の本体部分に固定される切粉搬送管と、該切粉搬送管の中間部に接続され、前記吸引口から遠ざかる方向に向けて該切粉搬送管内に圧縮空気を高速噴射する噴射管とを備えたことを特徴とする旋盤用切粉吸引装置。
【請求項２】
前記切粉搬送管は、前記吸引口が前記工具による切粉発生方向に対面するようにして旋盤に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の旋盤用切粉吸引装置。
【請求項３】
前記切粉搬送管は、前記吸引口から上方へ延びた後、中心軸線の曲率半径を３０〜６０ｍｍとする曲折箇所を経て、前記工具による切削箇所から遠ざかるように延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載の旋盤用切粉吸引装置。
【請求項４】
前記切粉搬送管は、前記吸引口から前記曲折箇所を経た後にさらに曲折部を備え、該曲折部は、中心軸線の曲率半径が３０〜６０ｍｍとされていることを特徴とする請求項３に記載の旋盤用切粉吸引装置。
【請求項５】
前記切粉搬送管は、内径が２０〜４０ｍｍであり、内面は前記圧縮空気による気流に対面する急峻な立ち上がり部を有しないことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の旋盤用切粉吸引装置。
【請求項６】
前記切粉搬送管は、前記吸引口から前記工具による切削箇所までの距離が７０ｍｍ以下となるように設置されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の旋盤用切粉吸引装置。
【請求項７】
切粉による前記吸引口の詰まりの有無を検知するためのセンサが該吸引口の近傍に配置されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の旋盤用切粉吸引装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，旋盤による切削加工中に発生する切粉の吸引装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋盤による切削や研磨の際に生じる切粉は、ワークに付着すると加工精度を損ねることがあるため、発生直後に加工箇所から除去することが重要である。従来は，工作機械の内部あるいは外部から導いた圧縮空気を，加工箇所に向けて噴射するエアブローにより，切粉を所定の方向に飛散させて除去していた。また、エアブローのみでは切粉の除去が困難な場合や、切粉の飛散を防止する場合は、切粉の吸引を実施していた（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
しかしながら、切粉の吸引に使用する真空吸引装置や集塵機などは、吸引のための独立した負圧発生設備が必要であり、システムが大掛かりになる。その結果、旋盤への取り付けに大きなスペースと設置の手間を要し、特に小型の旋盤では、タレット付近等の旋盤本体部分に取り付けるのが困難であった。
【特許文献１】特開平１１−１２３６０２号公報
【特許文献２】実用新案第３０１０５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題を解決し、吸引のための独立した負圧発生設備を必要とせず、旋盤への取り付けを簡便に行なうことができる旋盤用切粉吸引装置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】
【０００５】
本発明は、前記目的を達成するため、工具による切削箇所に臨むように配置される吸引口を有し旋盤の本体部分に固定される切粉搬送管と、該切粉搬送管に接続され、前記吸引口から遠ざかる方向に向けて該切粉搬送管内に圧縮空気を高速噴射する噴射管とを備えたことを特徴とする旋盤用切粉吸引装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る旋盤用切粉吸引装置は、上記の構成を備えているので、吸引口から遠ざかる方向に向けて噴射管から切粉搬送管内に高速噴射される空気流により、ベンチュリー作用に基づく負圧が切粉搬送管内の吸引口側に形成される。これにより、吸引口の近傍で発生する切粉は周囲空気と共に切粉搬送管内に吸引されることとなる。吸引された切粉は、噴射管から噴射された空気流により切粉搬送管の他端から放出される。したがって、切削箇所で発生した切粉は、発生箇所から確実に除去される。また、その除去は圧縮空気を利用して行なうことができるので、吸引のための独立した負圧発生設備を必要としない。圧縮空気の供給は、例えば工作機械や工具の駆動のためのコンプレッサを共用することも可能であるので、簡易に行なえる。その結果、装置が小型化され、旋盤への取り付けを簡便に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る旋盤用切粉吸引装置１を取り付けた旋盤の正面図である。この旋盤は、ベッド１０上に第１主軸台１１、第２主軸台１２、タレット工具台１３を装着したものである。第１主軸台１１と第２主軸台１２とは間にワークを位置させるように配置されており、これらの主軸台は第１主軸１１ａ、第２主軸１２ａを備えている。以下ではこれらの主軸を結ぶ軸線を機軸と称し、機軸に沿う方向を機軸方向と称する。
【０００８】
第１主軸台１１は、ベッド１０上に固定されている。第２主軸１２は、ベッド１０に装着されたガイド装置１４に支持され、該ガイド装置１４により機軸方向へ摺動可能とされている。
【０００９】
タレット工具台１３は、機軸に臨む位置に配置されており、ベッド１０上で機軸方向に摺動する左右送り台１３ａ、機軸方向に垂直に且つ水平方向に摺動するように左右送り台１３ａに支持された前後送り台１３ｂ、上下方向に摺動するように前後送り台１３ｂに支持されたタレット１３ｃを備えている。タレット１３ｃは、機軸方向に延びる軸線の回りに角度制御されつつ回転可能であり、回転方向に複数の工具Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３・・・を備えている。
【００１０】
ワークは第１主軸１１ａ及び第２主軸１２ａに支持され、機軸に接近した工具Ｔ１により加工される。切粉吸引装置１は、この工具Ｔ１による切削箇所の近傍に取り付けられている。この取り付けは、例えば、切粉吸引装置１に固定したボルト１５をタレット１３ｃの工具取り付け台の貫通孔に通し、先端部をナット１６で固定するというようにして行なわれる。
【００１１】
図２の（ａ）は、図１に示した切粉吸引装置１を示す図であり、（ｂ）はその一部の拡大断面図である。切粉吸引装置１は、下端に吸引口２０を有した切粉搬送管２と、該切粉搬送管２に接続された噴射管３とを備えている。切粉搬送管２は、直線上に延びる中管部２１と、該中管部２１の上端から緩やかに曲折して延びる後管部２２（曲折部）と、該中管部２１の下端からその延長方向に直線状に延びる前管部２４とを備えている。前管部２４は、中管部２１と反対側の端部が開放されて吸引口２０となっている。中管部２１の外周面には、切粉吸引装置１の取り付けのための固定金具２１ｅが装着されており、該固定金具２１ｅに形成された雌ねじ２１ｆにボルト１５の先端部を受け入れるようになっている。
【００１２】
中管部２１に対する後管部２２及び前管部２４の結合は、次のようにして行なわれている。中管部２１と後管部２２との結合は、図２（ｂ）に示すように、中管部２１の端部を後管部２２の端部が覆う緩やかな嵌め合いとし、後管部２２端部の周方向に複数箇所設けたボルト孔２２ｂの各々にボルト２２ｃを螺入し、その先端部を中管部２１の外周面に押し付けて固定するというようにして行なわれている。これに代えて、図２（ｃ）に示すように、上記と同じく緩やかな嵌め合いとした中管部２１及び後管部２２の外周面の一部を同一面となるようにし、そこにスナップ錠の錠本体２２ｄとフック２１ｄとを各々取り付け、これらの係合により固定するというようにして結合することもできる。
【００１３】
中管部２１と前管部２４との結合も同様であり、両者の端部の緩やかな嵌め合いとボルト締めで固定されており、或いはスナップ錠等によって固定することもできる。中管部２１と後管部２２及び前管部２４との結合部においては、管部の内径が同一となっている。或いは、前管部２４よりも中管部２１が大きく，中管部２１よりも後管部２２の方が大きい形状としてもよい。
【００１４】
切粉搬送管２は、中管部２１を上下方向に向け、吸引口２０が工具Ｔ１による切粉発生方向に対面するようにして旋盤の本体部分に取り付けられる。この例では、切粉が上方へ飛散するので、工具Ｔ１による切削箇所の上方に吸引口２０が配置されるが、吸引口２０の位置は切粉の飛散方向に応じて設定される。後管部２２は、吐出される切粉が切削箇所に達せず、且つワークの移動を妨げず作業環境を損ねない方向へ先端の開口２３を向けるように配置される。
【００１５】
切粉の吐出方向の調整のために後管部２２は曲がった形状を有し、その曲折の程度は、中心軸線の曲率半径Ｒが３０〜６０ｍｍの範囲となるように決められるのが望ましい。これにより、後管部２２を中管部２１に対して回転することにより、後管部２２からの吐出方向を変えることができる。後管部２２の曲率半径Ｒが６０ｍｍを超えると、切粉搬送管２の上記回転による吐出方向の変化が小さく、適切な調整を行ない難い。一方、曲率半径Ｒが３０ｍｍより小さいと、以下に説明する切粉搬送管２内の空気流に対する抵抗が高くなり、適切な流速を得難い。
【００１６】
中管部２１は、軸線方向の中間部に段部２１ｂが形成されている。すなわち、中管部２１は、吸引口２０から段部２１ｂまで非連続的に径が小さくなることなく滑らかに延び、段部２１ｂで径が増大し、そこから後管部２２の方へ滑らかに径を減少させている。段部２１ｂにおいて径方向に延びる壁部には貫通孔が形成され、そこに噴射管３の先端部３０が挿入され固定されている。固定は、配管用継ぎ手や、雌雄をなす係合具を管先端部に付けるタイプのワンタッチ継ぎ手等によって行なうこともできる。
【００１７】
噴射管３は、コンプレッサ等の圧縮空気の供給源に接続されている。これにより、噴射管３の先端部３０からは、吸引口２０から遠ざかる方向（図の上方）に向けて切粉搬送管２内に圧縮空気が高速噴射される。その結果、切粉搬送管２内では、段部２１ｂから吸引口２０側の部分にベンチュリー作用に基づく負圧が形成される。これにより、吸引口２０の近傍に位置する工具Ｔ１の先端部で発生する切粉が周囲空気と共に吸引されることとなる。
【００１８】
吸引口２０から吸引された切粉は、切粉搬送管２内の空気流に伴われて開口２３から放出される。そして、各管部の結合部及び中管部２１における段部２１ｂが前述の通りの形状となっていることにより、切粉搬送管２の内面は、気流に対面する急峻な立ち上がり部を有しない形状とされているので、吸引口２０から吸引された切粉が切粉搬送管２内に詰まるのが防止される。この観点から、切粉搬送管２の内径は２０〜４０ｍｍとするのが望ましい。この内径が２０ｍｍより小さくなると切粉の詰まりを生じやすくなる。一方、内径が４０ｍｍを超えると、切粉搬送管２内での流速が低くなり、十分な吸引作用が得られない。
【００１９】
また、発生する切粉に対して切粉搬送管２による吸引が十分作用するように、吸引口２０は工具Ｔ１による切削箇所との距離が７０ｍｍ以下となるように設置するのが望ましい。
【００２０】
図３は、本発明の他の実施形態に係る切粉吸引装置１を示している。この実施形態において先の実施形態と同一又は同種の部分には、図面に同じ番号を付して説明を一部省略する。
【００２１】
この切粉吸引装置１は、切粉搬送管２が、前述と同様の中管部２１及び後管部２２を備え、前管部２４は前述のものと異なり、曲がった形状を有している。その曲折の程度は、後管部２２と同じ理由により、中心軸線の曲率半径Ｒが３０〜６０ｍｍの範囲となるように決められるのが望ましい。中管部２１に対する後管部２２及び前管部２４の結合構造も、前述と同様である。
【００２２】
図３の実施形態においては、切粉搬送管２は、吸引口２０が工具による切削箇所の上方に位置して該切削箇所に臨むように配置される。この状態で、前管部２４は、吸引口から上方へ延びた後、該前管部２４の曲折箇所を経、中管部２１及び後管部２２により、前記切削箇所から遠ざかるように延びる。
【００２３】
切粉搬送管２は、この配置を採るようにして旋盤の本体部分に取り付けられる。その取り付けは、先の実施形態と同様にして行なうことができる。さらに、切粉搬送管２は、吐出される切粉が切削箇所に達せず、且つワークの移動を妨げず作業環境を損ねない方向へ開口２３を向けるように配置される。このためには、吸引口２０を中心として切粉搬送管２を水平方向に回転して位置決めし、さらに、中管部２１に対して後管部２２を回転して位置決めすることができる。
【００２４】
他の事項は、先の実施形態と同様である。すなわち、切粉搬送管２の内径は、前述と同様の理由により、２０〜４０ｍｍとするのが望ましい。噴射管３は、段部２１ｂに設けた貫通孔に挿入されて固定され、先端部３０からは、吸引口２０から遠ざかる方向（ここでは、図の右方）に向けて切粉搬送管２内に圧縮空気が高速噴射され、負圧の形成により、吸引口２０の近傍に位置する工具Ｔ１の先端部で発生する切粉が周囲空気と共に吸引される。
【００２５】
さらに図３の実施形態では、切粉による吸引口２０の詰まりの有無を検知するためのセンサ４が該吸引口２０の近傍に配置されている。センサ４は、例えば、レーザーによる透過型のセンサとすることができ、吸引口２０に切粉の詰まり状態が発生すると、これを光学的に感知して信号を発する。その検知信号は図外の制御装置に送られ、警報を発したり、加工を停止する等の手段が採られる。
【００２６】
検出すべき詰まり状態については、吸引口２０が全体的に塞がれる状態から、吸引口２０内の一部に切粉が付着している状態までのいずれかを選択的に感知するように、センサを設定することができる。
【００２７】
センサ４は、吸引口２０を監視し得る位置で、切粉吸引装置１と別個に取り付けることができる。或いは、図３に一点鎖線で示すように、取り付け具５を介して切粉吸引装置１に支持するようにしてもよい。
【００２８】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００２９】
例えば、噴射管３は、切粉搬送管２の１箇所のみならず、２箇所以上に設けることもできる。噴射管３の設置数を増して切粉搬送管２の周方向に間隔をおいて配置することにより切粉搬送管２内の気流及び負圧形成を均等化することができる。
【００３０】
切粉搬送管２は、中管部２１、後管部２２、前管部２４に分割しこれらを接続して形成したが、中管部２１に対して後管部２２及び前管部２４の一方又は双方を一体形成してもよい。或いは、切粉搬送管２をより多くの管部に分割し接続したものとすることもできる。これら複数の管部を接続するには、上記実施形態に示したボルト締め，またはスナップ錠等による固定構造の他、相互に管周方向の回転を可能とする種々の接続構造を採用することができる。また、回転を必要としない場合は管部同士を固着する構造としてもよい。
【００３１】
切粉搬送管の吐出側端部には、吐出される切粉を収集箇所に導く配管を接続してもよい。その配管は、噴射管からの圧縮空気流への抵抗を増大させないように、大きな内径のものとするのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係る旋盤用切粉吸引装置を取り付けた旋盤を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は切粉吸引装置を中心に示す拡大図である。
【図２】（ａ）は図１に示した切粉吸引装置を示す斜視図であり、（ｂ）及び（ｃ）は管接続一部の拡大断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る切粉吸引装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１：切粉吸引装置
２：切粉搬送管
３：噴射管
４：センサ
２０：吸引口
Ｔ１：工具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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