(57)【要約】【課題】簡易な構成で、刃具が上下方向および全周方向に移動しても安全に粉塵を排出することができる工作機械用集塵ケースを提供する。【解決手段】本発明に係る工作機械用集塵ケースは、集塵機と接続され、加工時に発生する粉塵を排出する工作機械用集塵ケースであって、両端が開口部を形成し、外部と連通する空気導入孔と、集塵機の吸引ホースを接続する吸引接続部とを有し、その一端が工作機械の主軸に着脱固定されるとともに、その他端が蓋部を形成するアダプタ部と、工作機械のワークを囲むように工作機械のテーブル上に固定される第１ケース部と、第１ケース部と弾性部材を介して接続されるとともに、アダプタ部の蓋部が載置される第２ケース部とを備え、工作機械の主軸の周囲方向の移動に伴い、アダプタ部の蓋部が前記第２ケース上を移動するように構成した。【選択図】図２
2011212789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集塵機と接続され、加工時に発生する粉塵を排出する工作機械用集塵ケースであって、
両端が開口部を形成し、その側面に外部と連通する空気導入孔を有し、その一端が前記工作機械の主軸に着脱固定されるアダプタ部と、
側面に前記集塵機の吸引ホースを接続する吸引接続部を有し、前記工作機械のワークを囲むように該工作機械のテーブル上に固定される第１ケース部と、
両端がそれぞれ前記アダプタ部および前記第１ケース部に接続される第２ケース部と
を備え、
前記第２ケース部は、
前記工作機械の主軸の移動に追従可能な撓み部を設けていること
を特徴とする工作機械用集塵ケース。
【請求項２】
集塵機と接続され、加工時に発生する粉塵を排出する工作機械用集塵ケースであって、
両端が開口部を形成し、外部と連通する空気導入孔と、前記集塵機の吸引ホースを接続する吸引接続部とを有し、その一端が前記工作機械の主軸に着脱固定されるとともに、その他端が蓋部を形成するアダプタ部と、
前記工作機械のワークを囲むように該工作機械のテーブル上に固定される第１ケース部と、
前記第１ケース部と弾性部材を介して接続されるとともに、前記アダプタ部の蓋部が載置される第２ケース部と
を備え、
前記アダプタ部は、
その蓋部が、前記工作機械の主軸の周囲方向の移動に追従して前記第２ケース部上を移動すること
を特徴とする工作機械用集塵ケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械で加工対象を加工する際に発生する粉塵を吸引するための集塵ケースに関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックス製品などを切削加工する際には、削られたセラミックス粉が飛散するため、作業者はゴーグルやマスクなどの保護具を着用すると共に、スポット式の集塵機などを配置して粉塵対策を行っている。特にグラファイトなど比重が小さく、削り粉が微小で飛散しやすい素材を加工する際には、作業エリア全体を囲うなどより大掛かりな粉塵対策が必要となる。
【０００３】
そこで、簡易な構成で被加工物の切削粉塵を吸引できる集塵用プロテクタが開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
この集塵用プロテクタは、被加工部位を覆って被加工部位との間に空間を形成するカバー部材と、カバー部材に穿設され、工具の加工部位を挿入可能な挿入孔と、カバー部材に穿設され、外部に設けた吸引装置に接続される排出孔とを備えることにより、加工の際に空間内に発生する粉塵を吸引装置により吸引して排出孔から排出することが可能となる。
【０００５】
また本集塵用プロテクタは、挿入孔に設けられたバネにより、刃具（ドリル）の垂直方向の移動に追従するため、加工時の刃具の垂直方向の動きに影響を受けることなく粉塵を排出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−８０７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
加工を行う際には、通常、工作機械の刃具を垂直方向だけではなく、ワーク上の範囲内を水平方向（３６０度）に移動させながら加工を行う。この集塵用プロテクタを用いて刃具を水平方向に移動させた場合、刃具が挿入孔に接触する恐れがあり、安全な加工作業を行うことができない。
【０００８】
本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、簡易な構成で、刃具が水平方向に移動しても安全に粉塵を排出することができる工作機械用集塵ケースを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様に係る工作機械用集塵ケースは、集塵機と接続され、加工時に発生する粉塵を排出させるものであり、両端が開口部を形成し、その側面に外部と連通する空気導入孔を有し、その一端が工作機械の主軸に着脱固定されるアダプタ部と、その側面に集塵機の吸引ホースを接続する吸引接続部を有し、工作機械のワークを囲むように工作機械のテーブル上に固定される第１ケース部と、両端がそれぞれアダプタ部と第１ケース部とに接続される第２ケース部とを備えるものである。そして、この第２ケース部に工作機械の主軸の移動に追従可能な撓み部を設けたものである。
【００１０】
本発明の第２の態様に係る工作機械用集塵ケースは、集塵機と接続され、加工時に発生する粉塵を排出させるものであり、外部と連通する空気導入孔と、集塵機の吸引ホースを接続する吸引接続部とを有し、その一端が工作機械の主軸に着脱固定され、その他端が蓋部を形成するアダプタ部と、工作機械のワークを囲むように工作機械のテーブル上に固定される第１ケース部と、第１ケースと弾性部材を介して接続されるとともに、アダプタ部の蓋部が載置される第２ケース部とを備えるものである。そして、アダプタ部の蓋部が、工作機械の主軸の水平方向の移動に追従して、第２ケース上を移動するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、工作機械の主軸がその水平方向に移動しても、集塵ケースをその動きに追従させることができ、刃具が集塵ケースに接触することがないので、安全な加工作業と粉塵の排出とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る工作機械用集塵ケースを工作機械に取り付けた際の断面図の一例を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る工作機械用集塵ケースを工作機械に取り付けた際の断面図の一例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る工作機械用集塵ケースのアダプタ部の上面図および断面図の一例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る工作機械用集塵ケースの第２ケース部の上面図および断面図の一例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る工作機械用集塵ケースの第１ケース部の上面図および断面図の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１４】
本発明の第１の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る工作機械用集塵ケースを工作機械に取り付けた際の断面図の一例である。本集塵ケースは、マシニングセンタなどの工作機械に取り付けて使用される。図１に示すように、工作機械は駆動部（付図示）に接続された主軸５０、主軸５０の下端側にチャック５１により着脱固定された刃具５２、テーブル６０、テーブル６０上にバイス６１で固定されたワーク６２を備える。加工対象はワーク６０上に冶具（不図示）を介して固定される。主軸５０を予め設定されたプログラムまたは手動操作に従って駆動されることで加工対象が任意の形状に加工される。
【００１５】
工作機械用集塵ケース１は、アダプタ部１０と、第１ケース部３０と、第２ケース部２０とから構成される。アダプタ部１０は、両端が開口する筒状部材である。本実施例では、アダプタ部１０をアクリル樹脂で形成している。なお、主軸に着脱固定できる材質であれば、他の樹脂、金属、木材など材質は問わない。
【００１６】
アダプタ部１０の上端は、工作機械の主軸５０に取り付けられている。本実施例では、アダプタ部１０の側面に設けた２つの取付ネジ孔１２（1つは不図示）に取付ネジ１３を羅合させて、アダプタ部１０を工作機械の主軸５０に固定している。このようにアダプタ部１０は工作機械の主軸５０に着脱可能であるため、加工対象に応じて選択して使用することができる。
なお、取付ネジ孔１２の個数は主軸径に応じて設計すれば良く、またリング状のチャック部材を用いて固定しても良い。
【００１７】
アダプタ部１０の側面には外部と連通する１つの空気導入孔１１が形成されている。この空気導入孔１１は、後述する第１ケース部３０の側面に設けられた吸引接続部３１に接続される集塵機（不図示）からの吸引に伴い、工作機械用集塵ケース１内に空気を送り込むための孔である。これは、加工対象（グラファイトなど）によっては、発生する切削粉塵が上方向に吹き上がるため、上部に設けた空気導入孔１１からの導入空気層で切削粉塵の吹き上がりを抑えながら、切削粉塵を下部に設けた吸引接続部３１から排出させるためである。
なお、空気導入孔１１の個数や配置については、加工対象によって任意に設計される。
【００１８】
第１ケース部３０は、両端が開口した円柱状の部材である。その一端には外周方向に拡径された鍔部が形成されている。本実施例では、第１ケース部３０をアクリル樹脂で形成している。この鍔部に４つの固定ネジ３３（２つは不図示）を羅合させて、工作機械のテーブル６０に固定している。
【００１９】
また第１ケース部３０の側面には、吸引接続部３１が形成されている。本実施例では、アダプタ部１０の空気導入孔１１に対向した下部方向に、第１ケース部３０の側部から突設するように形成されている。吸引接続部３１には外部集塵機の吸引ホース（配管）３２が接続される。外部集塵機の吸引により、アダプタ部１０の空気導入孔１１から空気を取り込み、加工対象から発生する切削粉塵とともに、この吸引接続部３１から排出される。
【００２０】
第２ケース部２０は、両端が開口した部材である。本実施例では、第２ケース部２０をウレタンゴムで形成している。この第１ケース部２０は、工作機械のワーク６２を囲むように配置される（図２参照）。なお、変形自在で、かつ外部集塵機の吸引により過度に収縮しない材質であれば、他のゴム材料や樹脂などを用いても良い。
【００２１】
また第２ケース部２０の両端間に撓み部２１を設けている。本実施例では、側部の中央付近に窪み部２１を設けている。この撓み部２１は、加工時に主軸５０がワーク６２内を水平または垂直方向に移動する際に、伸縮して内部空間を保ちながら主軸５０の動きに追従させるためのものである。
なお、窪み部２１の形状については、本実施例に限定されることはなく、第２ケース部２０の上端から下端にかけて開口径が段階的に拡大するいわゆる蛇腹形状など、ワーク６２のサイズや形状に応じて、第１ケース部３０がワーク６２などに接触しない範囲で、任意に設計される。
【００２２】
第２ケース部２０の上端は、アダプタ部１０の下端側に取り付けられている。本実施例では、リング状のチャック部材１４を用いて固定している。
なお、工作機械用集塵ケース１内は集塵機による吸引により負圧に保たれているので、ある程度の機密性を保つことができれば固定方法は問わない。
【００２３】
第２ケース部２０の下端は、第１ケース部３０の上端側に接続されている。本実施例では、リング状のチャック部材３４を用いて固定している。
なお、上端側と同様、ある程度の機密性を保つことができれば固定方法は問わない。
【００２４】
次に、加工時に主軸５０の移動に伴い刃具５２がワーク６２上を移動した際の第２ケース部２０の動きについて説明する。図１に示すように刃具５２がワーク６２の中央から図中のｘ方向（水平方向）にワーク端部まで移動した場合、第２ケース部２０の下端は第１ケース部３０に接続されているため、下端側が固定された状態で、上端側が主軸５０の移動に伴ってｘ方向に移動する。この際、第２ケース部２０の窪み部２１はｘ方向に図中の破線のように変形することで、内部空間を保ちながら主軸５０に動きに追従することができる。
【００２５】
また、刃具５２が垂直方向に移動した場合は、その動きに応じて第２ケース部２０の窪み部２１が垂直方向に弾性変形することで、主軸５０の垂直方向の動きに追従することができる。これにより、工作機械の主軸５０がワーク６２内を任意の方向に移動しても、集塵ケース１内を負圧に保つことができ、切削粉塵を排出することができる。
【００２６】
以上のとおり、本発明の第１の態様に係る工作機械用集塵ケースは、集塵機と接続され、加工時に発生する粉塵を排出させるものであり、両端が開口部を形成し、その側面に外部と連通する空気導入孔を有し、その一端が工作機械の主軸に着脱固定されるアダプタ部と、その側面に集塵機の吸引ホースを接続する吸引接続部を有し、工作機械のワークを囲むように工作機械のテーブル上に固定される第１ケース部と、両端がそれぞれアダプタ部と第１ケース部とに接続される第２ケース部とを備え、第２ケース部に、工作機械の主軸の移動に追従できる撓み部を設けているので、刃具が集塵ケースに接触することなく、安全な加工作業と粉塵の排出を両立させることができる。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施形態について図面を用いて説明する。図２は、本発明の第２の実施形態に係る工作機械用集塵ケースを工作機械に取り付けた際の断面図の一例である。図２に示すように、工作機械用集塵ケース２は、アダプタ部１０と、第１ケース部３０と、第２ケース部２０とから構成される。図３は、アダプタ部１０、図４は、第２ケース部２０、図５は、第１ケース部３０の上面図および断面図の一例を示す図である。
なお、各図において、図１と同一の構成部材については同一番号を用いる。
【００２８】
図２に示すように、第１ケース部３０と第２ケース部２０とが弾性部材４０を介して接続され、一体として本集塵ケースの側部を構成し、アダプタ部１０がこの側部を覆うことで内部に一定の空間が形成される。この空間内に工作機械の刃具５２、ワーク６２などを配置している。
【００２９】
アダプタ部１０は、図３に示すように、両端が開口する筒状の主軸接続部１００と、主軸接続部の下端側から外周方向に拡径された円形の蓋部１１０とから構成される。本実施例では、加工対象を目視しながら加工を行う場合を考慮して、アダプタ部１０をアクリル樹脂で形成している。
【００３０】
主軸接続部１００は、側部上側に２つの取付ネジ孔１０２（1つは不図示）を有し、この取付ネジ孔１０２に固定ネジ１０４を羅合させて、アダプタ部１０を工作機械の主軸５０に固定している（図２参照）。このようにアダプタ部１０は工作機械の主軸５０に着脱可能であるため、加工対象に応じて選択して使用することができる。
【００３１】
また主軸接続部１００は、側部下側に外部と連通する２つの空気導入孔１０１が形成されている。この空気導入孔１０１は、後述する吸引接続部１１１に接続される集塵機（不図示）からの吸引に伴い、工作機械用集塵ケース１内に空気を送り込むための孔である。本実施例では空気導入孔１０１を吸引接続部１１１の位置よりも上側に配置している。これは、加工対象（グラファイトなど）によっては、発生する切削粉塵が上方向に吹き上がるため、導入空気層で切削粉塵の吹き上がりを抑えながら吸引接続部１１１に排出するためである。
なお、空気導入孔１０１の個数や配置については、加工対象によって任意に設計される。
【００３２】
蓋部１１０は、図３に示すように、中央部が開口した円形の板部材である。この蓋部１１０は、第２ケース部２０の上に載置される（図２参照）。蓋部１１０には、円形の吸引接続部１１１が形成されている。本実施例では、吸引接続部１１１をアダプタ部１０の側部から突設して形成している。吸引接続部１１１には外部集塵機の集塵ホース（配管）１１２が接続される。外部集塵機の吸引により、アダプタ部１０の空気導入孔１０１から空気を取り込み、加工対象から発生する切削粉塵とともに、この吸引接続部１１１から排出される。
なお、吸引接続部１１１の配置や形状については、外部集塵機の集塵ホース（配管）１１２の形状に合わせて任意に設計すれば良い。
【００３３】
また蓋部１１０は、第２ケース部２０上に載置された時に、第２ケース部２０の外周端（後述する弾性部材上端接続部２１０の外周端）から水平方向に所定長さ（図２のｂ）拡径している。この長さｂは、工作機械のワーク６２の外形寸法（最大値）の１／２（図２のａ）よりも大きな長さ（ｂ＞ａ）としている。これにより、工作機械の主軸５０がワーク６２内を水平方向に移動した場合、刃具５３がワーク６２の外周端まで移動しても、アダプタ部１０の蓋部１００が第１ケース部の上面から脱落することなく、主軸の水平方向の動きに追従することができる。
【００３４】
第２ケース部２０は、図４に示すように、両端が開口した円柱状の摺動部２００と、摺動部２００の上端側から外周方向に拡径された弾性部材上端接続部２１０とから構成される。本実施例では、アクリル樹脂で形成している。アダプタ部１０の蓋部１１０は、第２ケース部２０の摺動部２００の上端に載置しているのみである（図２参照）。これにより、工作機械の主軸５０がワーク６２内を水平方向に移動しても、アダプタ部１０は第２ケース部２０の上面に沿って移動することができる。
【００３５】
また前述のとおり、アダプタ部１０が第２ケース部２０上に載置された時の第２ケース部２０の外周端からアダプタ部１０の蓋部の外周端までの長さ（図２のｂ）を工作機械のワーク６０の外形寸法（最大値）の１／２（図２のａ）よりも大きくしているので、工作機械の主軸５０がワーク６２内を水平方向に移動した場合、刃具５２がワーク６２の外周端まで移動しても、アダプタ部１０の蓋部１１０が第２ケース部２０の上面から脱落することなく、主軸に水平方向の動きに追従することができる。これにより、工作機械の主軸５０がワーク６２内を任意に移動しても、集塵ケース１内を負圧に保つことができ、切削粉塵を排出することができる。
【００３６】
弾性部材上端接続部２１０は、図４に示すように、中央部が開口した円形の板部材である。弾性部材上端接続部２１０の下面には、弾性部材４０を接続するための上端接続孔２１１が設けられている。本実施例では、上端接続孔２１１の孔径を弾性部材４０の径よりも大きくして、弾性部材４０を挿入することで両部材を固定している。
【００３７】
弾性部材４０は金属製のバネである。弾性部材４０は弾性部材上端接続部２１０から着脱可能なため、工作機械の主軸５０の垂直方向の移動距離に応じて、任意の弾性部材４０に交換して対応させることができる。
なお、弾性部材４０を弾性変形可能な樹脂で形成しても良い。
【００３８】
第１ケース部３０は、図５に示すように、両端が開口した円柱状の弾性部材下端接続部３００と、弾性部材下端接続部３００の下端側から内周方向に突設された摺動受部３１０と、弾性部材下端接続部３００の下端側から外周方向に突設された固定部３２０とから構成される。本実施例では、第１ケース部３０をアクリル樹脂で形成している。
【００３９】
弾性部材下端接続部３００の上面には、弾性部材４０を接続するための下端接続孔３０１が設けられている。本実施例では、下端接続孔３０１の孔径を弾性部材４０の径よりも大きくして、弾性部材４０を挿入することで弾性部材４０の弾性力で両部材を固定している。これにより、弾性部材下端接続部３００と、第１ケース部３０の弾性部材上端接続部２１０とが弾性部材４０を介して接続される。
【００４０】
摺動受部３１０は、両端が開口した円柱状の部材である。本実施例では、摺動受部３１０を弾性部材下端接続部３００の下端側から内周方向に突設するように形成している。
【００４１】
第１ケース部３０は、第２ケース部２０が弾性部材４０を介して第１ケース部３０と接続され、かつアダプタ部１０が第２ケース部２０に載置された状態で、工作機械の主軸５０が上限位置に配置した時に、弾性部材下端接続部３００の上面と第２ケース部２０の弾性部材上端接続部２１０の下面との距離（図２のｃ）が、工作機械の主軸５０の下方向への移動距離（図２のｄ）と略等しくなるようにしている。これにより、工作機械の主軸５０が下方向に移動する場合、弾性部材４０が縮むとともに、第２ケース部２０の摺動部２００の側部外周面が第１ケース部３０の弾性部材下端接続部３００の側部外周面に沿って移動するので、主軸５０の垂直方向の移動に追従することができる。
【００４２】
反対に、工作機械の主軸５０が上方向に移動する場合、弾性部材４０が伸びるとともに、第２ケース部２０の摺動部２００の側部外周面が第１ケース部３０の弾性部材下端接続部３００の側部外周面に沿って移動するので、主軸５０の垂直方向の移動に追従することができる。
【００４３】
固定部３２０は、弾性部材下端接続部３００の下端側から外周方向に拡径された板状部材である。本実施例では、固定部３２０を弾性部材下端接続部３００の下端側から外周方向に突設するように形成している。固定部３２０には、４つの固定ネジ孔３２１が形成され、この固定ネジ孔３２２を羅合させて、第１ケース部３０を工作機械のテーブル６０に固定している。
【００４４】
本実施例では、弾性部材４０を４本の金属バネで構成したが、弾性部材４０として、いわゆる蛇腹形状の円柱部材を用いても良い。また工作機械や加工対象によってワーク６２のサイズが異なるため、アダプタ部１０の蓋部１００の径をスライドして可変できる構成にしても良い。
【００４５】
なお、本実施例では、集塵ケース２をアクリル樹脂で形成したが、他の樹脂、金属、木材等で形成しても良い。またアダプタ部１０、第１ケース部３０、第２ケース部２０の各構成部を一体的に形成したが、独立した部材として接着剤などを用いて接続して構成しても良い。
【００４６】
以上のとおり、本発明の第２の態様に係る工作機械用集塵ケースは、外部と連通する空気導入孔と、集塵機の吸引ホースを接続する吸引接続部とを有し、一端が工作機械の主軸に着脱固定され、他端が蓋部を形成するアダプタ部と、工作機械のワークを囲むように工作機械のテーブル上に固定される第１ケース部と、第１ケースと弾性部材を介して接続されるとともに、アダプタ部の蓋部が載置される第２ケース部とを備え、アダプタ部の蓋部が工作機械の主軸のワーク内の移動に伴い、第２ケース上を移動するように構成しているので、刃具が集塵ケースに接触することなく、安全な加工作業と粉塵の排出を両立させることができる。  
【符号の説明】
【００４７】
１、２  集塵ケース
１０  アダプタ部
１１、１０１  空気導入孔
１２、１０２  取付ネジ孔
１３、１０３  取付ネジ
１４、３４  チャック部材
２０  第２ケース部
２１  窪み部
３０  第１ケース部
３１、１１１  吸引接続部  
３２、１１２  吸引ホース
３３、３２１  固定ネジ孔
４０  弾性部材
５０  主軸
５１  チャック
５２  刃具
６０  テーブル
６１  バイス
６２  ワーク  
１００  主軸接続部
１１０  蓋部
２００  摺動部
２１０  弾性部材上端接続部
２１１  上端接続孔
３００  弾性部材下端接続部
３０１  下端接続孔
３１０  摺動受部
３２０  固定部
３２２  固定ネジ
【図１】
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【図２】
2011212789.tif 000004
【図３】
2011212789.tif 000005
【図４】
2011212789.tif 000006
【図５】
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