(57)【要約】【課題】  加工室内で被加工物に付着する切削屑や切削液をエアブローにより除去すると共に加工時に発生するミストの捕集を行なう工作機械におけるエアブロー及びミスト捕集装置を提供すること。【解決手段】  加工室内で被加工物に穴あけ等の加工を施し、切削液から発生するミスト類を付設したミスト捕集装置で捕集するようにされた工作機械において、切削工具を装着する主軸の支持部にエアブロー装置２０のノズルを設け、ミスト捕集装置３０は、分離タンク３１内に設けられた主軸４１に円盤型回転ブラシ４５と振り切り部材５０とを固定し、その振り切り部材の下流側に設けたサイクロン５２の排気口を吸入手段６０の吸込管に連結するように設けられ、ノズルから噴出する圧力エアによって被加工物に付着する切削屑や切削液を吹き飛ばして除去し、加工室から吸引される空気中のミスト類を分離タンク内で分離させるようにした。【選択図】  図１
2006192362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ密閉された加工室内で切削工具によって金属材料によりなる被加工物に穴あけ、ネジ切り、研削等の加工を施し、加工時に切削液から発生するミスト類を該加工室に付設されたミスト捕集装置により捕集するようにされた工作機械において、
前記切削工具が装着される主軸を支持する支持部にエアブロー装置のノズルを設け、
前記ミスト捕集装置については、前記加工室に設けた捕集部から吸引される空気中のミスト類を分離させる分離タンクと、その分離タンクの排気側に連結された吸入手段とからなり、その分離タンクは、駆動手段により駆動回転される当該タンク内に設けられた主軸に、多数のブラシ片が放射状に突設された少なくとも一つの円盤型回転ブラシと伏せ皿形状の振り切り部材とを順に取付けて固定を施し、その振り切り部材の下流側に設けたサイクロンの排気口を前記吸入手段の吸込管に連結するように設けてなり、
前記エアブロー装置のノズルから噴出する圧力エアによって被加工物に付着する切削屑や切削液を吹き飛ばして除去し、前記ミスト捕集装置によって前記捕集部から吸引される空気中のミスト類を分離タンク内で分離させるように構成したことを特徴とする工作機械におけるエアブロー及びミスト捕集装置。
【請求項２】
前記分離タンクには、中心に開口部が形成された環状の隔壁板をタンク本体内に設けると共に当該隔壁板に入口側の円盤型回転ブラシを近接させるように配置し、前記サイクロンの外周部に沿うように螺旋形フィンを設け、そのサイクロンと円盤型回転ブラシとの間に螺旋形フィンを前記タンク本体の内周に沿うように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械におけるエアブロー及びミスト捕集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ほぼ密閉された加工室内で切削工具によって金属材料によりなる被加工物に穴あけ、ネジ切り、研削等の加工を施すマシニングセンタ等の工作機械におけるエアブロー及びミスト捕集装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マシニングセンタ、ＣＮＣ旋盤等の工作機械では、ほぼ密閉された加工室内でプログラムに基づいて自動的に作動する切削工具によって金属材料によりなる被加工物に穴あけ、ネジ切り、研削等の加工を施し、加工時に切削液から発生するミスト類を加工室に付設されたミスト捕集装置により捕集するように構成されている。かかる用途に用いられるミスト捕集装置については、フィルター方式、デミスター方式、衝突板方式、電気集塵方式等の各種構造のものが知られている。
【０００３】
具体的には、特開平１１−１７９１２２号公報には、オイルミストで汚れた気体を吸引する吸気部と、その吸気部から吸引された気体からオイルミストを多孔体フィルタで捕捉する捕捉部と、その捕捉部によって捕捉されたオイルミストの凝集体を貯留するオイル貯留部と、オイルミストが除去された気体を排出する排気部を備えたオイルミスト捕集装置が開示されている。特開２０００−２９６３０５号公報には、ミスト発生部の上方に配置されたフードの入り口に透過部材を設け、フードの吸引管に接続された吸引装置の作動によりミストを透過部材に付着させその液化物を吸引して回収するミスト回収装置が開示されている。また、特開平９−４７６１７号公報には、ミストが衝突する側の表面に多孔質材料層を設けた捕集板を捕集室に設け、捕集室に導いたミスト含有空気を捕集板に衝突させてミストを捕集するミスト除去装置が開示されている。
【０００４】
上記工作機械において発生するミストには、水溶性オイルミスト、軽質オイルミストなどがあって上述したような捕集・回収方式が採用されている。ところが、フィルター方式のミスト捕集装置は、フィルターの目詰まりが生じ易いのでフィルターの清掃や点検を短期間内に行なう必要があり、その作業が煩わしいものであった。電気集塵方式のミスト捕集装置については、設備コストが高くつくので導入しづらいという問題がある。
【０００５】
マシニングセンタ等の工作機械により加工を施される被加工物（ワーク）には切削屑や切削液が付着するので、加工後に加工室から取り出されてから別途設備のエアブロー洗浄乾燥装置に移送され、そこでコンプレッサーによる圧縮空気（圧力：約３００〜５００ｋＰａ）を利用したエアブローにより切削屑や切削液が除去される。そのエアブロー作業の際に多量のオイルミストや粉塵が飛散し、それらはエアブロー洗浄乾燥装置に付設した捕集装置によって捕集されるようにされているが、エアブロー作業が密閉された室内で行なわれないことからオイルミストや粉塵の一部が周囲に飛散することは避けられない。何れにしても、発生したミスト類を効率的に処理しなければ、作業環境の快適化や作業者の健康面での安全を図ることは困難であると言えよう。
【特許文献１】特開平１１−１７９１２２号公報
【特許文献２】特開２０００−２９６３０５号公報
【特許文献３】特開平９−４７６１７号公報
【特許文献４】特許第３１３７６０１号公報
【特許文献５】特開平１０−２７７５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ほぼ密閉された加工室内で被加工物に付着する切削屑や切削液をエアブローにより除去すると共に加工時に発生するミストの捕集を行なう、保守管理の容易な工作機械におけるエアブロー及びミスト捕集装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために請求項１に記載した発明は、ほぼ密閉された加工室内で切削工具によって金属材料によりなる被加工物に穴あけ、ネジ切り、研削等の加工を施し、加工時に切削液から発生するミスト類を該加工室に付設されたミスト捕集装置により捕集するようにされた工作機械において、
前記切削工具が装着される主軸を支持する支持部にエアブロー装置のノズルを設け、前記ミスト捕集装置については、前記加工室に設けた捕集部から吸引される空気中のミスト類を分離させる分離タンクと、その分離タンクの排気側に連結された吸入手段とからなり、その分離タンクは、駆動手段により駆動回転される当該タンク内に設けられた主軸に、多数のブラシ片が放射状に突設された少なくとも一つの円盤型回転ブラシと伏せ皿形状の振り切り部材とを順に取付けて固定を施し、その振り切り部材の下流側に設けたサイクロンの排気口を前記吸入手段の吸込管に連結するように設けてなり、前記エアブロー装置のノズルから噴出する圧力エアによって被加工物に付着する切削屑や切削液を吹き飛ばして除去し、前記ミスト捕集装置によって前記捕集部から吸引される空気中のミスト類を分離タンク内で分離させるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
同様の目的を達成するために請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の工作機械におけるエアブロー及びミスト捕集装置において、前記分離タンクには、中心に開口部が形成された環状の隔壁板をタンク本体内に設けると共に当該隔壁板に入口側の円盤型回転ブラシを近接させるように配置し、前記サイクロンの外周部に沿うように螺旋形フィンを設け、そのサイクロンと円盤型回転ブラシとの間に螺旋形フィンを前記タンク本体の内周に沿うように設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
（請求項１の発明）
この工作機械におけるエアブロー及びミスト捕集装置は、ほぼ密閉された加工室内で被加工物に付着する切削屑や切削液をエアブローにより除去すると共に加工時に切削液から発生するミストの捕集を行なうことができる。従来の別途設備のエアブロー洗浄乾燥装置が不要となり、フィルター方式のミスト捕集装置において課題とされていたフィルターの目詰まりによる清掃を頻繁に行なう必要がないことから大変経済的であり、作業者及び工場内の環境の保護に大いに寄与する。加えて、本発明に係るミスト捕集装置は、円盤型回転ブラシの遠心力による叩き落し作用、振り切り部材の遠心力による振り切り作用、サイクロンによる空気流速の低下作用との相乗作用によりミスト類を効率的に分離・捕集することができ、保守管理が容易で低コストにて製造可能である。
【００１０】
（請求項２の発明）
この工作機械におけるエアブロー及びミスト捕集装置は、請求項１の発明に準ずるものであり、大量に発生するミスト類の捕集に適する構造としており、螺旋形フィンにより生ずる空気流の回転作用によりミスト類をタンク内面に付着しやすくするので、ミスト類の分離・捕集効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の最良の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明を適用した横型マシニングセンタの概要図、図２はエアブロー装置のノズルをマシニングセンタのクイル部に取り付けた状態を示す説明図、図３はエアブロー装置のルーツ式ブロワーの説明図、図４はミスト捕集装置の概要図である。
【００１２】
図１において、ＭＣは本発明の工作機械におけるエアブロー及びミスト捕集装置を適用した横型マシニングセンタを示す。このマシニングセンタＭＣについては、ベッド１に前後方向に移動自在に設けられたコラム２の中心部に、上下及び左右方向に自動位置制御される支持部たるクイル部３を設け、そのクイル部３により回転自由に支持される主軸４にドリル等の切削工具１５が自動的に装着されるようにされている。５はクイル部３の前面で主軸４の周囲に配設されたクーラント用ノズルである。ベッド１の一端側に配置されたガイド部６には、被加工物ｗを固定保持するための四面イケール８を設けたキャリッジ７が載せられていて、図示しない駆動手段によって該キャリッジ７を前後方向に移動自在に設けている。
【００１３】
１０は昇降自在な開閉扉１１を備えた加工室である。この加工室１０は、上記ベッド１、コラム２及び被加工物ｗを加工する際に所定位置にセットされるキャリッジ７等を収容する内部空間１２をほぼ密閉状に設けている。１３は加工室１０の天部に設けられたミスト類を吸引するためのフード形状の捕集部である。
【００１４】
エアブロー装置２０のノズル本体２１は、前記クイル部３にバンド型固定具２２によって取付けられている。図２に示すように、そのノズル本体２１の前部２１ａの二箇所には、多くの風量を噴出させる大径穴用ノズル２３が先端に設けられたフレキシブル管２２を夫々接続している。また、ノズル本体２１の前部２１ａから横下方に延びる管部２１ｂの先端には、高い圧力のエアを噴出させる小径穴・深溝用ノズル２４を一体に設けている。
【００１５】
上記ノズル本体２１の接続口２１ｃは、加工室１０の外側に適宜配置されるルーツ式ブロワー２７の吐出口２８とエア供給ホース２６を介して接続されている。そのルーツ式ブロワー２７については、圧力：３０〜４０ｋＰａ、空気量：毎分約４〜６ｍ３の性能を持つものが好ましい。そのエア供給ホース２６については、加工室１０の天部又は側部から加工室１０内へ導入するように設けるものとする。
【００１６】
しかして、大径穴用ノズル２３、小径穴・深溝用ノズル２４から噴出する圧力エアによって被加工物に付着する切削屑や切削液を吹き飛ばして除去すると共に被加工物の表面の乾燥を施すことができるエアブロー装置２０が構成される。
【００１７】
ミスト捕集装置３０は、前記加工室１０に設けた捕集部１３から吸引される空気中のミスト類を分離させる分離タンク３１と、その分離タンクの排気側に連結された吸入手段としてのターボファン６０とからなる。
【００１８】
図４において、分離タンク３１の円筒形状のタンク本体３２は、支持脚３３により縦向きに設けられ、内部を上方の導入室３４と下方の分離室３６とに区画されている。その導入室３４と分離室３６とは、中間胴３７を介して連結されている。その中間胴３７の上口には、後記円盤型回転ブラシ４５の外径寸法よりもやや小さい寸法の開口部３８ａが中心に形成された隔壁板３８を設けている。その導入室３４の胴部には前記捕集部１３の配管１３ａに接続される吸込口３５を設け、導入室３４の上口に蓋３９を取り付けている。
なお、上記タンク本体３２の導入室３４、分離室３６及び中間胴３７については、半割り型構造とすることもできる。
【００１９】
導入室３４の中心部には、蓋３９の下面に取り付けた軸受け部材４０に主軸４１を挿入して当該主軸４１を鉛直状に支持するように設けている。その主軸４１は、蓋３９の上に設置した駆動手段としてのモータ装置４２の出力軸を兼用する構造とされている。その主軸４１の先端側４１ａには、９個の円盤型回転ブラシ４５を順に挿入してから座金４９を介して伏せ皿形状の振り切り部材５０を嵌め、そのネジ軸４１ｂに螺合したナット５１を締付けることによりそれらの固定を施している。その振り切り部材５０は、ミスト類をタンク本体３２の内面に付着させ易くするために設けられている。
【００２０】
円盤型回転ブラシ４５は、前記主軸４１に装着するための軸穴を形成した固定部４６の外周に多数のブラシ片４７が放射状に突設されており、外径寸法：約２５０ｍｍ、厚さ寸法：約３０ｍｍに設けられている。そのブラシ片４７については、線径：約０．３ｍｍ、長さ：約６０ｍｍの硬質スチール又はステンレスを用いる。
【００２１】
分離室３６の中心部には、下方に向かってラッパ形状に拡がるように形成されたサイクロン５２を設けている。５３はサイクロン５２の拡径された外周部に沿うように２箇所に対称的に設けられた螺旋形フィンである。このフィン５３は、分離室３６に流入する空気の回転作用によりミスト類をタンク本体３２の内面に付着させ易くするために設けられている。
【００２２】
上記円盤型回転ブラシ４５の中の最下部に位置する円盤型回転ブラシ４５とサイクロン５２との間には、タンク本体３２の内側に沿うように螺旋形フィン５５を設けている。このフィン５５は、タンク本体３２の内周長さの半分程度の長さに設けられている。
【００２３】
前記導入室３４の内部上方には、注水装置５６のノズル５７を配置する。そして、その注水装置５６を自動又は手動により作動させて該ノズル５７から噴出する冷却水又は洗浄液を円盤型回転ブラシ４５のブラシ片４７に吹き付けることにより、回転ブラシ４５にミスト類を付着させて分離・除去を促進させると共に導入室３４に流入する空気の温度を低下させるように設けられている。
【００２４】
サイクロン５２の排気口５２ｂには、図４に示すように、ターボファン６０の吸込管６０ａが連結されている。６１はターボファン６０の駆動モータである。６３はターボファン６０の排気管６０ｂに取付けられたデミスター装置である。このデミスター装置６３により最終的に除去されるミスト類は、ドレンパイプ６４から外部へ適時に排出することができるように設けられている。
【００２５】
６６はタンク本体３２の下部に設けられるトラップ形の排出管である。その排出管６６には、ドレンコック６７を介して排出管６８を接続する。
以上により、ミスト捕集装置３０が構成される。
【００２６】
つぎに、本発明の工作機械におけるエアブロー及びミスト捕集装置を図１に示す横型マシニングセンタＭＣに適用した場合の作動について説明する。
（１）マシニングセンタＭＣの加工室１０において、切削工具１５によって被加工物ｗに穴あけ加工が施される際に被加工物ｗに付着する切削屑や切削液は、エアブロー装置２０の大径穴用ノズル２３、小径穴・深溝用ノズル２４から噴出する圧力エアによって吹き飛ばされて除去される。被加工物ｗに付着した洗浄液はミストとなって周囲に飛散する。
（２）ミスト捕集装置３０の運転による負圧作用によって、（１）で発生したミストは、捕集部１３から周囲の空気と一緒に分離タンク３１内に吸い込まれる。
（３）分離タンク３１では、モータ装置４２により円盤型回転ブラシ４５が毎分１００〜１０００回転の範囲内の回転数で回転作動している。導入室３４に吸い込まれた空気は、回転ブラシ４５及び振り切り部材５０の遠心力作用によってタンク本体３２の内面に叩きつけられるようにされ、ミストが空気から分離されて降下する。
（４）ついで、分離室３６に流入した空気は、サイクロン５２によって一旦流速を低下させて排気口５２ｂから流出する。
（５）吸入された空気から分離されたミストは分離室３６の下部に溜まり、ドレンコック６７を適時に開放することにより外部へ排出される。
（６）分離室３６から流出する乾燥した空気は、ターボファン６０からデミスター装置６３を通って大気側へ排出される。
【００２７】
以上に述べた通り、この工作機械におけるエアブロー及びミスト捕集装置は、工作機械の密閉された加工室内で被加工物に付着する切削屑や切削液をエアブローにより除去すると共に加工時に切削液から発生するミストの捕集を行なうことができる。加えて、従来の別途設備のエアブロー洗浄乾燥装置が不要となり、フィルター方式のミスト捕集装置において課題とされていたフィルターの目詰まりによる清掃を頻繁に行なう必要がないことから、大変経済的である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を適用した横型マシニングセンタの概要図
【図２】エアブロー装置のノズルをマシニングセンタのクイル部に取り付けた状態を示す説明図
【図３】エアブロー装置のルーツ式ブロワーの説明図
【図４】ミスト捕集装置の概要図
【符号の説明】
【００２９】
ＭＣ・・・マシニングセンタ（工作機械）
１０・・・加工室
１３・・・捕集部
１５・・・切削工具
ｗ・・・被加工物
２０・・・エアブロー装置
２３・・・大径穴用ノズル
２４・・・小径穴・深溝用ノズル
３０・・・ミスト捕集装置
３１・・・分離タンク
３２・・・タンク本体
３４・・・導入室
３６・・・分離室
３８・・・隔壁板
４１・・・主軸
４２・・・モータ装置（駆動手段）
４５・・・円盤型回転ブラシ
５０・・・振り切り部材
５２・・・サイクロン
６０・・・ターボファン（吸入手段）
【図１】
2006192362.tif 000003
【図２】
2006192362.tif 000004
【図３】
2006192362.tif 000005
【図４】
2006192362.tif 000006