(57)【要約】【課題】工作機の加工屑及び加工液の排出装置の加工液の蒸発、蒸散による汚染や、結露、発錆を防止する。【解決手段】加工部３２を密閉可能にされ、下方に加工液１０及び加工屑１１を排出するシュート３５を有する工作機３１と、シュート出口３５ａ下に流入口３が位置するように配置された分離装置１とを設ける。分離装置に液体受１７を設け、液体受の開口部を他の開口なしに、流入口と開口を共有させる。さらに、シュート出口と流入口とをダクト４０で接続する。分離装置をスクリューコンベアとし、スクリューコンベアにはほぼ水平に配置され流入口を有する筒状の本体２と、本体の先端に曲げ案内部４と、上方に斜めに立ち上がる排出管５とを設ける。【選択図】        図１
2006305646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工部下部を除き、少なくとも前記加工部を密閉可能にされ加工部外への加工液及び加工屑の飛散、漏出、蒸散を防止するようされ、前記加工部下部から下方に前記加工液、加工屑を排出するシュートを有する工作機と、前記シュート出口下に対応する流入口が位置するように配置された加工液及び加工屑を分離する分離装置と、前記分離装置に設けられた加工液を貯留する液体受と、を有し、前記液体受の開口部は他の開口なしに、前記流入口と開口を共有しており、前記シュート出口と前記流入口とがダクトで接続されていることを特徴とする工作機の加工屑及び加工液の排出装置。
【請求項２】
前記分離装置はスクリューコンベアであることを特徴とする請求項１記載の工作機の加工屑及び加工液の排出装置。
【請求項３】
前記スクリューコンベアは先端が０〜５°の傾きになるようにほぼ水平に配置され上方に突出し長手方向に延びる流入口を有する筒状の本体と、前記本体の先端に曲げ案内部を介して接続され、かつ上方に斜めに立ち上がる排出管と、を有するスクリューコンベアであることを特徴とする請求項２記載の工作機の加工屑及び加工液の排出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機の加工部から排出される切削、研削、研磨加工等の加工液と加工屑とを分離して機外へ排出する工作機の加工屑及び加工液の排出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機により切削液を用いて切削加工を行うときに切削屑と切削液が排出される。かかる切削屑と切削液を分離する手段の一つとして、種々のベルトコンベヤやスクリューコンベアが使用される。一般には加工液を貯留するようにされたコンベアの投入口を工作機の加工部やシュートを介してシュート出口の真下に配置し、加工部から切削屑及び切削液を落下させる。コンベアは落下した切削屑を機械的に搬送し、コンベアに残された貯留された切削液をポンプ等で回収するものである。例えば、特許文献１のものは、旋盤の加工部下に、箱状の上部が開口したスクリューコンベアを配置し、スクリューにより切削屑を搬送しながら斜め上方に立ち上がる排出管に押し込み、切削屑を排出する。また、特許文献２のものは加工部の下方にチップコンベアを配置したものが開示されている。このものは切削液の使用については特に開示されていない。
【０００３】
また、特許文献３においては、帯鋸盤の下部をカバーで囲み、スクリューコンベアの出口をカバーより延出させ、かつ上方になるようにスクリューコンベアをカバー内に斜めに配置している。一方、スクリューコンベアの下方、反出口側に切削油を排出する流出孔（液体排出口）を設ける。これにより、帯鋸盤から排出される切削油と切削屑の混合物をシュートを介してスクリューコンベアの上部から落下させて、スクリューにより切削屑を出口から押し出し、切削油をスクリューコンベア本体の下方に貯留させ流出口から排出することにより、切削油と切削屑の分離を行っている。
【０００４】
流出孔は、スクリューコンベアケース（本体）の反排出口の上部の側面に設けられており、貯留された切削油の油面の上昇により、流出孔（排出口）から切削油及び切削油表面に浮遊した微少切削屑を流出させ、流出孔の下方に設けられた収納容器（液体受）に収納している。流出孔と収納容器の間にはフィルターが設けられ、さらに微少切削屑と切削油を分離している。浮遊しない比較的大きな切削屑はスクリューにより移動され出口より機外へ排出される。また、上方から落下する切削屑や切削油が直接流出孔から流出しないように、流出孔の上部に排出案内部材（遮蔽板）を設けている。また、カバー内の収納容器をカバーに一体に設けて、収納容器の着脱を容易にしている。
【０００５】
また、特許文献３のものは斜めにスクリューコンベアを配置するので、流出孔の長さが短く、また短時間で切削油が溜まるので、切削油と切削屑の分離が不十分である。そこで、例えば特許文献４等においては、ブラシを用いて目詰まりを防止しているが、このものは、スクリュー部をほぼ水平に配置し、スクリューコンベアの先端に斜め上方に立ち上がる排出管を設け、分離時間を長くするとともに、切削屑を圧縮して切削油の分離を促進している。
【０００６】
一方、近年工場内での環境汚染を改善を図るため、切削液（研削液、研磨液等も同様である。以下加工液という）を用いて加工する場合に、加工液、さらに切削屑（研削屑、研磨屑等も同様である。以下加工屑という）の飛散、漏出、蒸散を防止するため加工部の回りの一部又は工作機全体をカバーで囲うことは周知である。
【特許文献１】実開昭６２−１７４８４６号公報
【特許文献２】実開昭６１−３２９０３号公報
【特許文献３】実公昭５９−１４１０３号公報
【特許文献４】特開平２−５６３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述した特許文献１，２のものにあっては、加工液の使用は開示されていないが、加工液を使用した場合には、加工部のカバーもなく、また、スクリューコンベアのカバーもないので、加工屑や加工液の飛散や蒸散等が避けられない。また、特許文献４のものもカバー等がなく加工液の飛散や蒸散等が避けられない。また、特許文献３のものは、下部にスクリューコンベアを配置し、スクリューコンベア等の分離装置を含み下部をカバーで覆っているが、加工部は開放されているので、下部の加工液も加工部を通って機外へ蒸発又は蒸散してしまう。そこで、機械の上部即ち加工部をカバーで覆うようにすれば、外部への加工液の飛散や蒸散を防止できる。
【０００８】
しかしながら、特許文献３の場合はスクリューコンベア本体部や収納容器の他に、タンク等の多くの機器や部品をカバー内に納めらるため、逆に切削液の蒸発によりカバー内が汚染されてしまうという問題があった。特に水溶性切削液の場合は蒸発し易く、短時間で結露を生じたり、カバー内のタンクや機器を発錆させてしまうという問題があった。また、カバーが大きくなるという問題があった。
【０００９】
本発明の課題は、前述した問題点に鑑みて、工作機の加工屑及び加工液の排出装置において、切削、研削、研磨液等の加工液の蒸発、蒸散による汚染や、結露、発錆を防止することである。また、できる限り小型にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明においては、加工部下部を除き、少なくとも前記加工部を密閉可能にされ加工部外への加工液及び加工屑の飛散、漏出、蒸散を防止するようされ、前記加工部下部から下方に前記加工液、加工屑を排出するシュートを有する工作機と、前記シュート出口下に対応する流入口が位置するように配置された加工液及び加工屑を分離する分離装置と、前記分離装置に設けられた加工液を貯留する液体受と、を有し、前記液体受の開口部は他の開口なしに、前記流入口と開口を共有しており、前記シュート出口と前記流入口とがダクトで接続されている工作機の加工屑及び加工液の排出装置を提供することにより前述した課題を解決した。
【００１１】
即ち、分離装置の液体受の（液面の）開口部を他の開口なしに、流入口と開口を共有させているので分離装置内での加工液の蒸発等による蒸散は流入口に限定される。さらに、加工部がカバーされ、加工部、シュート、分離装置の蒸散原因となる液面とがダクトで接続されているので、外部への加工液の飛散や蒸発、蒸散が抑止される。また、特許文献３のように単に分離装置をカバーで覆うのではなく、流入口とシュート間をダクトで結ぶようにしているので、関連機器、タンク、カバー等への飛散や蒸発、蒸散も抑止している。なお、ダクトは横断面が角、丸等で箱、筒、管、蛇腹状等とされ、加工液の外部への飛散を防止するようにされるとともに、少なくとも蒸発物質等が外部へもれない程度の密閉構造とすればよい。
【００１２】
また、分離装置としては、できる限り加工屑と加工液とが分離し易い方がよい。そこで、請求項２に記載の発明においては、前記分離装置をスクリューコンベアとした。さらに、請求項３に記載の発明においては、前記スクリューコンベアは先端が０〜５°の傾きになるようにほぼ水平に配置され上方に突出し長手方向に延びる流入口を有する筒状の本体と、前記本体の先端に曲げ案内部を介して接続され、かつ上方に斜めに立ち上がる排出管と、を有するスクリューコンベアとした。これにより、間歇運転や、排出管による圧縮により加工液の分離を促進し、加工液をできる限り回収するとともに、加工液をできるかぎり分離装置側の底部の液体受に集中貯留させ、外部への蒸散等を防止する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、分離装置の液体受開口部と流入口との開口を共有させ、さらに、加工部、シュート、分離装置とをダクトで接続し、かつ加工部をカバーで覆うようにし、外部への加工液の飛散や蒸発、蒸散を抑止しているので、加工液の蒸散等の範囲が最小にされ、外部への蒸散等も加工部の扉の開放時程度に限定され、外部環境の汚染を防止するものとなった。また、汚染、結露や発錆も加工部の他はダクト内、分離装置内のみであり、機器や他の装置への影響が少なく、メンテナンスも容易で、長寿命を図ることができる。また、ダクト等も小型にできる。さらに、工作機からも蒸発や飛散が防止できるので、工作機を設置した工場内の汚染等も防止することができる。
【００１４】
また、分離装置としてスクリューコンベアを用いることにより、加工屑への加工液の付着による外部への漏出を減少させ、加工液の蒸散を防止するので、外部への汚染が減少する。また、加工液の回収率もよい（請求項２）。さらに、請求項３に記載の発明においては、流入口と、曲げ案内部と、上方斜めに立ち上がる排出管を有するスクリューコンベアをほぼ水平に配置し、間歇運転や、排出管による圧縮により加工液の分離、回収を促進し、液体受に集中貯留させ、外部への蒸散等を防止するので、工場内の汚染も少なく、後処理も容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態を示す工作機の加工屑及び加工液の排出装置を示す正面図である。図１に示すように、本発明の工作機の加工屑及び加工液の排出装置３０は工作機３１と分離装置（スクリューコンベア）１及びダクト４０からなる。工作機３１は例えばＮＣ工作機械である。ＮＣ工作機は、ワークを回転保持するワークチャックとワークを加工する工具を移動、回転させるワークスピンドルをＮＣプログラムに従って制御し、ワークを加工するものである。加工に当たって、加工性能を確保するため、あるいは加工屑を効率よく排除するためクーラント等の加工液を供給しながら加工する。ＮＣ工作機３１は、デザインや取扱等の理由の他、加工部３２での加工液１０や加工屑１１の飛散を防止するためカバー３３で覆ようにしている。また、加工部へのワークの搬入搬出等の為の扉３４が設けられている。また、加工屑、加工液を外部に排出する為に加工部３２の下方にシュート３５が設けられている。
【００１６】
シュートの下方には前述したスクリューコンベア１が設けられており、スクリューコンベアの上部開口部３とシュート３５の出口３５ａがほぼ一致するようにされている。スクリューコンベアの排出管５はＮＣ工作機３１の脇へでるようにされ、排出管出口５ａの下に移動可能な加工屑収納容器３６が置かれる。シュート３５の出口３５ａ形状とスクリューコンベア１の上部開口部３の形状は長方形であり、両端をそれぞれの長方形に合わせてステンレス鋼板を枠に組んだダクト４０により密閉接続されている。ダクト４０の本体４１の上面にはＬ字、逆Ｌ字断面のシール部材４３がボルト４４で取付られており、シール部材４３の開口４３ａはシュート出口３５ａの側面に若干のつぶし代（変形代）を残して嵌合するようにされている。本体４１はシール部材４３と反対側に下側開口４１ｂが設けられており、下側開口が上部開口部３の上部に設けられた接続部３ａの内側３ｂに挿入される。接続部３ａ上面３ｃとダクト本体４１の段部４１との間に角形パッキン４２が挟まれている。ダクト本体４１とシール部材４３とを分離し、それぞれを上下に移動させ横方向にそれぞれ取り外すことができるようにして、ダクト４０の取付取り外しを行う。
【００１７】
なお、ダクト４０は、工作機側のシュートを上方に外すよういしても良い。また、平板材や山形材等をシュート出口３５ａと接続部３ａの外周にボルト等で組み付けるようにしてもよい。また、両端が角形の留め具を有するゴム製の筒や蛇腹の両端をそれぞれシュート出口３５ａ外周、接続部３ａ外周に嵌合させボルト止めする等してもよい。また、組み付けに当たってパッキン等を用い蒸散等を防止できる程度に適宜密閉構造とするのが好ましい。ダクトの詳細構造についてはかかる他、種々の方法が適用できることはいうまでもない。
【００１８】
スクリューコンベア１の液体受１７から加工液を回収するポンプ１９はクーラント装置３７に接続される。クーラント装置は回収された加工液を再生し、加工部３２に加工液を再供給するようにされた一般的なものである。
【００１９】
かかる工作機の加工屑及び加工液の排出装置３０により適したスクリューコンベアとして、本発明者等が別途発明したスクリューコンベアを使用した例について詳述する。図２は本発明の実施の形態に使用するスクリューコンベアの部分断面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図である。図２に示すように、スクリューコンベア１は、先端２ａが０〜５°の傾きになるようにほぼ水平に配置され上方に突出し長手方向に延びる流入口３を有する筒状の本体２と、本体の先端に曲げ案内部４を介して接続され、かつ上方に斜めに立ち上がる排出管５を有する。本体２内には、長手方向を軸６として回転可能にされ、かつ、軸に帯状材７の片側面７ａを溶接等により固定しながら螺旋状に巻き付けるようにされたスクリュー８が回転可能に設けられている。スクリュー８の先端側８ａは曲げ案内部４に臨み軸６が図示しない軸受で支持されている。スクリュー８の後端８ｂには軸直角方向にスクリューと干渉しないように隔壁９が設けられ、流入口３から流入する加工液１０及び加工屑１１を収容するようにされている。スクリュー軸６は隔壁を貫通し、スクリューコンベア本体２の後端２ｂに取付られた電動機付減速機（駆動源）１２の回転軸に接続され、回転可能にされている。隔壁９と軸６とは、加工液等が漏れにくいように、シール材でシールしたり、微少隙間が設けられている。
【００２０】
図２，３に示すように、流入口３の側面３ａには、横長の穴１３が開けられ、この穴１３ににはパンチングメタル１４がボルトにより取付、取り外し可能にされ、パンチングメタルには孔径１ｍｍ程度の多数の微少孔１４ａが形成されており、第一の液体排出口１５が形成されている。第一の液体排出口１５の下辺１３ｃはスクリュー８の上縁８ｃとほぼ同じ高さ（±５ｍｍ程度）又は若干高めにされている。図２，４に示すように、第一の液体排出口１５と反排出管５側に離隔して隔壁９が設けられている。隔壁９の上部には第二の液体排出口１６が設けられている。第二の液体排出口は流入口３より低い位置に設けられ、第二の液体排出口の下辺１６ｃは第一の液体排出口１５より高い位置に設けられている。第一及び第二の液体排出口１５，１６から排出される液体を受ける液体受１７が設けられている。
【００２１】
第一の液体排出口１５の流入口３側に遮蔽板１８が設けられている。遮蔽板は第二の液体排出口１６とは離隔し干渉しないようにされている。また、パンチングメタル１４は取り外し可能にされている。液体受１７は、本体２の真下に長方形にほぼ全長に渡って設けられ、四辺１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが流入口３の縁高さまで延び、さらに流入口周縁向かって折り曲げられ流入口縁に接続固定し蒸散防止カバー２０が設けられ液面の開口が流入口３と開口を共有するようにされている。液体受１７に回収された加工液１０′はポンプ１９により、回収される。スクリューコンベア本体２の円筒部２ｂが隔壁９、液体受１７の側板１７ｃを貫通してフランジ２ｆで側板に固定され、さらに、電動機付減速機１２が取付られている。円筒部２での下方のドレーン穴２１は加工液１０の電動機付減速機への漏れを防止する。
【００２２】
かかる実施の形態において、その作動について図１乃至図４の図面を参照して説明する。図１に示すように、加工部３２で排出される加工屑１１及び加工液１０はシュート３５、ダクト４０を通って、スクリューコンベア１の流入口３からスクリューコンベア本体２内に投入される。遮蔽板１８により、加工屑１１及び加工液１０が直接第一の液体排出口１５であるパンチングメタル１４には当たらないのでパンチングメタルの損傷を防ぐ。パンチングメタルに代えフィルター等を使用した場合はより顕著に損傷を防ぐ。加工屑１１はスクリューコンベア本体２に貯まる。電動機付減速機１２を間歇的に動かすことにより、スクリュー８を回転させ、徐々に加工屑を曲げ案内部に送出する。曲げ案内部４に送られた加工屑はスクリュー８により後から送出される加工屑により圧縮、絞られながら押され、順次曲げ案内部、排出管５を押し上げられ、排出管出口５ａより排出され加工屑収納容器３６内に落下し加工屑として回収される。曲げ案内部４、排出管５内では加工屑１１は圧縮されるので、加工屑に付着又は混合している加工液１０が絞り出され曲げ案内部側に戻され、加工屑収納容器に回収される加工屑の加工液の含有割合少ないものとなり、固形化や焼却等の後工程での処理が容易になる。なお、図においては加工液、加工屑とも一部のみを記載している。
【００２３】
一方、スクリューコンベア本体２は隔壁９と曲げ案内部４及び立ち上がっている排出管５の一部とで容器を形成し、加工液１０が貯留される。貯留された加工液１０は工作機加工部から流出される加工液が溜まるに従って、液面が徐々に上昇する。液面１０ａが第一の液体排出口１５に達すると、微少孔から加工液が流出し、液体受１７に流出し、貯留される。さらにポンプ１９によりクーラント装置３７に移送され、一部又は全部が再利用あるいは廃却される。比較的大きな切削屑１１は本体２の下方、スクリュー８側に落ちるが、軽い切削屑、ゴミ、微少切削屑等は加工液に浮遊したり、一緒に流出しようとするが、微少孔を通過できないものは液体受１７側には流出しないので、ポンプ１９や、クーラント装置３７の負荷が軽減し、メンテナンスの頻度を減らし、長寿命がはかれる。パンチングメタルに代えて、フィルター等を用いればよりゴミや微少切削屑、スカム等の流出も阻止できる。また、パンチングメタルは交換可能であり、洗浄等により目詰まりを解消できる。
【００２４】
パンチングメタル（フィルター）１４の目詰まり等を生じたり、過度の加工液１０がスクリューコンベア本体２に流入した場合は、液面が上昇する。液面１０ａが第二の液体排出口１６に達すると、加工液は第二の液体排出口を通って、円筒部２ｂ、隔壁９、液体受１７の側板１７ｃで囲まれた液体受１７に流出（オーバーフロー）する。これにより、第一の液体排出口の目詰まり、急激な流入に対して作業を止めることなく加工屑及び加工液の回収を行うことができる。なお、隔壁９の下方に目の粗い網３８等を設ければ粗大な切削屑等のポンプ１９への流入を減じることができる。なお、ポンプ１９の吸入口は図でみて隔壁１９の右側に設置し、右側の加工液１０′を回収する。
【００２５】
スクリューコンベア本体２や、液体受１７に貯留された加工液は、特に加工液が水溶性等の場合に顕著であるが、常温でも蒸発する。しかし、液体受１７は蒸散防止カバー２０で覆われているので、流入口３以外への加工液の飛散、蒸散はない。さらに、流入口３とシュート３５はダクト４０で接続されているので、シュート上部の加工部３２以外への加工液の飛散、蒸散はない。加えるに、加工部３２はカバー３３、扉３４で覆われているので工作機全体から外部への加工液の飛散、蒸散は激減するものとなる。なお、加工部３２に吸気ダクト等を設けて、清浄化処理等をして外部へ排気する等すれば、さらに工場内の環境を良好に保つことができる。
【００２６】
本実施の形態においては、スクリューコンベア１がオーバーフロータイプのものについて説明したが、従来のスクリューコンベアの加工屑及び加工液の投入口にカバー等を形成して、かつ、液体受１７の液面が共有の開口とするように流入口３を形成すればよいことはいうまでもない。また、スクリューコンベアの他、ベルトコンベア等でも同様であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態を示す工作機の加工屑及び加工液の排出装置を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に使用したスクリューコンベアの部分断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    分離装置（スクリューコンベア）
２    スクリューコンベア本体
２ａ  スクリューコンベア本体先端
３    流入口（液体受けの開口部）
４    曲げ案内部
５    排出管
１０  加工液
１１  加工屑
１７  液体受
３０  工作機の加工屑及び加工液の排出装置
３１  工作機（ＮＣ工作機）
３２  加工部
３３  カバー
３５  シュート
３５ａ  シュート出口
４０  ダクト
【図１】
2006305646.tif 000003
【図２】
2006305646.tif 000004
【図３】
2006305646.tif 000005
【図４】
2006305646.tif 000006