(57)【要約】【課題】切屑処理装置のコストの上昇を抑制するとともに、切屑処理装置の設置に大きなスペースを必要とせず、装置全体を小型化する。【解決手段】回転駆動する中空の主軸１１に保持された筒状のワークＷの内側から生じる内径切屑Ｃ２と、ワークＷの外側から生じる外径切屑Ｃ１とを処理する切屑処理装置５０であって、主軸１１の内部を介して排出される内径切屑Ｃ２を誘導する誘導パイプ５１と、外径切屑Ｃ１を移送するチップコンベア（移送部）５３と、誘導パイプ５１からの内径切屑Ｃ２及び移送部５３からの外径切屑Ｃ１の双方が投入される１台のクラッシャー５１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】
回転駆動する中空の主軸に保持された筒状のワークの内側から生じる内径切屑と、前記ワークの外側から生じる外径切屑とを処理する切屑処理装置であって、
前記主軸の内部を介して排出される前記内径切屑を誘導する誘導パイプと、前記外径切屑を移送する移送部と、前記誘導パイプからの前記内径切屑及び前記移送部からの前記外径切屑の双方が投入される１台のクラッシャーと、を備えることを特徴とする切屑処理装置。
【請求項２】
前記誘導パイプの排出側と、前記移送部の排出側とが、前記クラッシャーの上部に形成されたバケットにそれぞれ接続されることを特徴とする請求項１記載の切屑処理装置。
【請求項３】
前記誘導パイプは、前記主軸内または前記主軸後方に供給される液体または気体によって前記内径切屑を前記クラッシャーに誘導することを特徴とする請求項１または請求項２記載の切屑処理装置。
【請求項４】
前記移送部としては、ヒンジ部を介して複数のプレートが無端状に連結された無端状連結体を、前記ワークの下方から前記クラッシャーの上方にわたって配置したチップコンベアが用いられる請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の切屑処理装置。
【請求項５】
前記クラッシャーによって処理された前記内径切屑及び前記外径切屑を収容する収容箱を備えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の切屑処理装置。
【請求項６】
回転駆動する中空の主軸に保持された筒状のワークの内側から生じる内径切屑と、前記ワークの外側から生じる外径切屑とを処理する切屑処理方法であって、
前記主軸の内部を介して排出される前記内径切屑を誘導するとともに、前記外径切屑を移送して１台のクラッシャーに投入することを特徴とする切屑処理方法。
【請求項７】
筒状のワークを保持するとともに回転駆動する中空の主軸と、前記ワークを加工するツールとを有する工作機械本体を備える工作機械であって、
前記ツールによって前記ワークの内側から生じる内径切屑、及び前記ツールによって前記ワークの外側から生じる外径切屑の処理装置として、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の切屑処理装置が用いられることを特徴とする工作機械。
【請求項８】
前記内径切屑を排出するための、液体または気体の供給装置を備えることを特徴とする請求項７記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切屑処理装置、切屑処理方法、及び工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の一つである旋盤では、回転する主軸に加工対象であるワークを保持し、ワークを回転させながらツールにより切削加工を行う。ワークが筒状である場合、切削加工に伴って、外径加工用のツールにより外径切屑が生じるとともに、内径加工用ツールにより内径切屑が生じる。外径切屑は、下方に落下して集められ、他に移送されて排出される。また、内径切屑は、中空の主軸内を介して主軸の後方側へ排出されることが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１では、外径切屑と内径切屑とを排出した後、それぞれ搬送して別々のクラッシャーに投入して処理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０４−１２９６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、外径切屑と内径切屑とを別々のクラッシャーに投入するため、外径切屑用のクラッシャーと、内径切屑用のクランシャーとを独立して設置する必要がある。従って、複数台のクラッシャーが必要となり、切屑処理装置のコストの上昇を招くとともに、クラッシャー２台分の設置スペースが必要となるため、装置が大型化するといった問題がある。また、特許文献１では、内径切屑を冷却液等の液体の圧力によって排出している。従って、液体によって搬送される内径切屑は、外径切屑とは別に処理せざるを得ないため、両者を合わせて１台のクラッシャーで処理することを困難にしている。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明では、内径切屑及び外径切屑の双方を１台のクラッシャーに投入して処理させることにより、切屑処理装置のコストの上昇を抑制するとともに、設置スペースが増大することを防止できる切屑処理装置、切屑処理方法、及び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】
【０００６】
本発明では、回転駆動する中空の主軸に保持された筒状のワークの内側から生じる内径切屑と、ワークの外側から生じる外径切屑とを処理する切屑処理装置であって、主軸の内部を介して排出される内径切屑を誘導する誘導パイプと、外径切屑を移送する移送部と、誘導パイプからの内径切屑及び移送部からの外径切屑の双方が投入される１台のクラッシャーと、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、誘導パイプの排出側と、移送部の排出側とが、クラッシャーの上部に形成されたバケットにそれぞれ接続されてもよい。また、誘導パイプは、主軸内または主軸後方に供給される液体または気体によって内径切屑をクラッシャーに誘導してもよい。また、移送部としては、ヒンジ部を介して複数のプレートが無端状に連結された無端状連結体を、ワークの下方からクラッシャーの上方にわたって配置したチップコンベアが用いられてもよい。また、クラッシャーによって処理された内径切屑及び外径切屑を収容する収容箱を備えてもよい。
【０００８】
また、本発明では、回転駆動する中空の主軸に保持された筒状のワークの内側から生じる内径切屑と、ワークの外側から生じる外径切屑とを処理する切屑処理方法であって、主軸の内部を介して排出される内径切屑を誘導するとともに、外径切屑を移送して１台のクラッシャーに投入することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明では、筒状のワークを保持するとともに回転駆動する中空の主軸と、ワークを加工するツールとを有する工作機械本体を備える工作機械であって、ツールによってワークの内側から生じる内径切屑、及びツールによってワークの外側から生じる外径切屑の処理装置として、上記した切屑処理装置が用いられることを特徴とする。また、内径切屑を排出するための、液体または気体の供給装置を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、誘導パイプからの内径切屑及び移送部からの外径切屑の双方が１台のクラッシャーに投入されるので、複数台のクラッシャーを用いることと比較して切屑処理装置のコストの上昇を抑制できる。また、クラッシャーが１台でよいため、切屑処理装置の設置に大きなスペースを必要とせず、装置全体を小型化できる。
【００１１】
また、誘導パイプの排出側と、移送部の排出側とが、クラッシャーの上部に形成されたバケットにそれぞれ接続されるものでは、内径切屑及び外径切屑をバケットによって確実に収集してクラッシャーに送ることができる。また、誘導パイプが、主軸内または主軸後方に供給される液体または気体によって内径切屑をクラッシャーに誘導するものでは、液体や気体によって内径切屑が主軸内に残存することを防止でき、内径切屑を効率よくクラッシャーに誘導して、主軸内で内径切屑が詰まるのを防止できる。また、移送部として、ワークの下方からクラッシャーの上方にわたって設置されたチップコンベアが用いられるものでは、無端状連結体によって外径切屑をクラッシャーの上部まで効率よく搬送することができる。また、クラッシャーによって処理された内径切屑及び外径切屑を収容する収容箱を備えるものでは、クラッシャーによって粉砕された内径切屑及び外径切屑を収容箱に一括して集めることができ、収容箱を取り出すことにより処理物を容易に搬送することができる。
【００１２】
また、本発明の切屑処理方法によれば、主軸の内部を介して排出される内径切屑を誘導するとともに、外径切屑を移送して１台のクラッシャーに投入するため、内径切屑及び外径切屑を効率よく処理できる。また、処理物を１か所に集められるため、処理物の搬送が容易となる。
【００１３】
また、本発明によれば、ツールによってワークの内側から生じる内径切屑、及びワークの外側から生じる外径切屑の双方が１台のクラッシャーに投入されるために、大きな設置スペースを必要とせずに、装置全体を小型化できる工作機械を提供できる。また、内径切屑を排出するための液体または気体の供給装置を備えるものでは、供給装置によって内径切屑をワークや主軸の内部に残存させることを抑制でき、内径切屑を効率よくクラッシャーに搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る切屑処理装置の一例を備えた工作機械の概略構成を示す側面図である。
【図２】図１に示す工作機械の斜視図である。
【図３】チップコンベアに用いられる無端状連結体の一例を示す斜視図である。
【図４】切屑処理方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】図１に示す工作機械の変形例を示す側面図である。
【図６】第２実施形態に係る切屑処理装置の一例を備えた工作機械の概略構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下説明する実施形態に限定されるものではない。また、図面においては、実施形態を説明するため、一部または全部を模式的に記載するとともに、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現した部分を含んでいる。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、水平面に平行な平面をＸＺ平面とする。このＸＺ平面において主軸１１の回転軸方向をＺ方向と表記し、Ｚ方向に直交する方向をＸ方向と表記する。ＸＺ平面に垂直な方向（上下方向）はＹ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。
【００１６】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る切屑処理装置５０を備える工作機械１００について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、切屑処理装置５０を備える工作機械１００の一例を示す側面図である。図２は、工作機械１００の斜視図である。図１及び図２に示すように、本実施形態の工作機械１００は、工作機械本体１０と、切屑処理装置５０と、を備える。工作機械本体１０は、筒状のワークＷに対して切削加工を施す旋盤である。
【００１７】
工作機械本体１０は、図１及び図２に示すように、加工前のワークＷが搬入されるとともに、ワークＷを回転させつつ切削加工した後に、加工後のワークＷを搬出する。工作機械本体１０は、例えば、加工前のワークＷが搬入される不図示の搬入部や、加工後のワークＷが搬出される不図示の搬出部が、ワークＷの加工領域に対してＸ方向に離れて配置されている。これら搬入部、加工領域、搬出部の間のワークＷの移送は、周辺装置として不図示のローダ装置が用いられる。このローダ装置によって搬入部からワークＷを加工領域に移送するとともに、加工後のワークＷを加工領域から搬出部に移送する。後述するが、工作機械本体１０の加工領域ではワークＷの切削加工が行われ、ワークＷの外径Ｗ１を切削した際の切屑である外径切屑Ｃ１と、ワークＷの内径Ｗ２を切削した際の切屑である内径切屑Ｃ２と、が生ずる。
【００１８】
工作機械本体１０の加工領域には、回転駆動する中空の主軸１１と、主軸１１の＋Ｚ方向の端部に配置されてローダ装置から移送されたワークＷを把持するチャック１２と、チャック１２に保持されたワークＷを切削加工する外径切削用ツール１３、内径切削用ツール１４と、を備える。
【００１９】
主軸１１は、中空の筒状の部材が用いられ、Ｚ方向に沿って配置される。主軸１１の内部には、円筒状の筒状部材１５が配置される。主軸１１内の筒状部材１５は、主軸１１の後方側（−Ｚ側）に配置された環状部材１７に固定される。主軸１１と筒状部材１５との間は隙間が形成されてもよく、また、両者間にベアリング等を介在させてもよい。筒状部材１５は、環状部材１７に固定されて回転しないように保持される。主軸１１は、筒状部材１５に対して回転可能となっている。なお、主軸１１内に筒状部材１５を配置するか否かは任意である。
【００２０】
主軸１１の外周側には、主軸１１を回転させるための駆動機構１６が設置される。駆動機構１６は、制御装置１９からの指示により駆動する電気モータ等の駆動源を有する。駆動源からの駆動力は、減速機により減速されて歯車列やベルト等を介して主軸１１に伝達される。主軸１１は、駆動機構１６を制御することにより、所定の回転数で回転可能となっている。主軸１１は、例えば、ボールベアリングやローラベアリング等のベアリングによって軸支されてもよい。
【００２１】
環状部材１７の後方（−Ｚ側）には接続パイプ１８が固定される。また、環状部材１７には、供給管２０ａを介して供給装置２０が接続されている。供給装置２０は、制御装置１９からの指示によって駆動し、供給管２０ａを介して環状部材１７の内側に気体Ｖを供給する。気体Ｖは、筒状部材１５の後方（主軸１１の後方）に供給されて、接続パイプ１８に向けて流れるように設定される。気体Ｖとしては、例えば空気が用いられるが、窒素ガス等が用いられてもよい。供給する気体Ｖの圧力としては、例えば、後述する内径切屑Ｃ２を後方に送り出すことが可能な圧力に設定される。
【００２２】
なお、供給装置２０及び供給管２０ａを配置させるか否かは任意である。例えば、供給装置２０等は設けなくてもよい。また、供給管２０ａを環状部材１７に接続させることに限定されない。例えば、接続パイプ１８や、筒状部材１５の一部に供給管２０ａを接続させてもよい。また、ワークＷの＋Ｚ側から内径Ｗ２に向けて気体Ｖを供給するものでもよい。
【００２３】
主軸１１の＋Ｚ方向には、環状の接続部材２１を介してチャック保持部２２が取り付けられている。従って、主軸１１の回転に伴って接続部材２１及びチャック保持部２２も回転する。チャック保持部２２は、主軸１１の回転軸に対して放射方向に移動可能な複数の（例えば３〜４個の）チャック１２を有している。チャック１２の駆動は、不図示の電気モータや油圧等によって行う。チャック１２を閉じることによりワークＷを把持することができ、チャック１２を開くことによりワークＷを解放する。
【００２４】
チャック１２の動作は、制御装置１９の指示によって行われ、例えば、不図示のローダ装置によってワークＷの搬入、搬出のタイミングに応じてチャック１２を開閉させ、ワークＷの受け渡しを行う。ワークＷがチャック１２に把持されることにより、主軸１１の回転とともにワークＷを所定の回転数で回転させることができる。なお、チャック１２の形状や個数は特に限定されるものではなく、ワークＷを把持及び解放できるものであれば、その構成は任意である。
【００２５】
また、チャック保持部２２は、Ｚ方向に貫通する貫通穴２２ａが形成されている。従って、筒状のワークＷをチャック２２で把持した場合、ワークＷの内径Ｗ２はチャック保持部２２の貫通穴２２ａと接続する。さらに、チャック保持部２２の貫通穴２２ａは、環状の接続部材２１を介して筒状部材１５と接続されている。すなわち、ワークＷの内径Ｗ２は、貫通穴２２ａ、接続部材２１、筒状部材１５、及び環状部材１７を介して接続パイプ１８まで連通した状態となっている。
【００２６】
ワークＷを回転させることにより、ワークＷに対する旋削加工をすることができる。加工用のツール（バイト）としては、例えば、外径切削用ツール１３や内径切削用ツール１４が用いられる。外径切削用ツール１３は、ワークＷの外径Ｗ１に対して切削加工を施すものとして用いられる。外径切削用ツール１３は、シャンク１３ａに刃先１３ｂを備えて構成される。刃先１３ｂは、シャンク１３ａにロウ付けされるものや、シャンク１３ａに対して交換可能なスローアウェイチップが用いられる。外径切削用ツール１３は、例えば、Ｚ方向を回転軸とするタレット又はくし刃状の刃物台（不図示）に保持される。
【００２７】
刃物台は、複数の外径切削用ツール１３を保持しており、外径切削用ツール１３のうち１つを選択する。また、刃物台は、不図示の駆動系によりＸ方向（またはＹ方向）及びＺ方向に移動する。刃物台のＸ方向の移動により外径切削用ツール１３をワークＷの外径Ｗ１に押し当てつつ、Ｚ方向の移動により外径切削用ツール１３をＺ方向に送るようにしてワークＷの外径Ｗ１を加工する。外径切削用ツール１３が移動する軌道は、例えば、制御装置１９によって予め設定されている。ただし、外径切削用ツール１３の移動は、作業者によってマニュアル操作されてもよい。
【００２８】
内径切削用ツール１４は、ワークＷの内径Ｗ２に対して切削加工を施すものとして用いられる。内径切削用ツール１４は、外径切削用ツール１３と同様に、シャンク１４ａに刃先１４ｂを備えて構成される。刃先１４ｂは、シャンク１４ａにロウ付けされるものや、シャンク１４ａに対して交換可能なスローアウェイチップが用いられる。内径切削用ツール１４は、例えば、Ｘ方向を回転軸とするタレット又はくし刃状の刃物台（不図示）に保持される。
【００２９】
刃物台は、上記と同様に、複数の内径切削用ツール１４を保持しており、内径切削用ツール１４のうち１つを選択する。また、刃物台は、不図示の駆動系によりＸ方向（またはＹ方向）及びＺ方向に移動する。刃物台のＸ方向の移動により内径切削用ツール１４をワークＷの内径Ｗ２に押し当てつつ、Ｚ方向の移動により内径切削用ツール１４をＺ方向に送るようにしてワークＷの内径Ｗ２を加工する。内径切削用ツール１４が移動する軌道は、例えば、制御装置１９によって予め設定されている。ただし、内径切削用ツール１４の移動は、作業者によってマニュアル操作されてもよい。また、外径切削用ツール１３による外径Ｗ１の加工と、内径切削用ツール１４による内径Ｗ２の加工とは、同時に異なってもよく、また別々に行ってもよい。
【００３０】
切屑処理装置５０は、図１及び図２に示すように、誘導パイプ５１と、移送部としてのチップコンベア（ベルトコンベア）５２と、クラッシャー５４と、を備える。誘導パイプ５１は、主軸１１内から排出される内径切屑Ｃ２をクラッシャー５４に案内する。誘導パイプ５１は、工作機械本体１０に接続されるフランジ５１ａと、クラッシャー５４に接続される排出部５１ｂとを有する。フランジ５１ａは、工作機械本体１０に備えるパネル２３（図２では一部のみ図示）に固定され、誘導パイプ５１と接続パイプ１８とを接続している。なお、パネル２３は、例えば、工作機械本体１０を囲むように設けられる。排出部５１ｂは、クラッシャー５４の上方に配置される。図１に示す誘導パイプ５１は、フランジ５１ａから排出部５１ｂにかけて内径を縮小して記載しているが、これに限定されず、内径を変えないものや、内径を拡大するものであってもよい。
【００３１】
チップコンベア５２は、ワークＷの外径Ｗ１から落下した外径切屑Ｃ１をクラッシャー５４に案内する。チップコンベア５２は、後述する無端状連結体６０がワークＷの下方からクラッシャー５４の上方にわたって架け渡され、不図示の駆動系によって図１矢印方向に駆動する。チップコンベア５２は、工作機械本体１０の下側において、ほぼＺ方向に配置されるとともに、工作機械本体１０の−Ｚ側から上方に向けて傾斜するように配置される。チップコンベア５２の−Ｚ側の高さは、後述するバケット５３やクラッシャー５４の高さに応じて設定される。
【００３２】
チップコンベア５２の駆動は、制御装置１９からの指示によって行ってもよく、また作業者によるマニュアル操作によって行ってもよい。また、落下した外径切屑Ｃ１の量を光学センサ等によりモニタして、所定量が溜まった場合に駆動させるようにしてもよい。チップコンベア５２は、切屑投入部５６ａ及び切屑排出部５６ｂを除いて、周囲をカバー部材５６によって囲まれている。カバー部材５６の切屑投入部５６ａは、落下してくる外径切屑Ｃ１を取り込むために、上端の広い開口面積から下側に向かって次第に開口面積を縮小させるように形成される。切屑排出部５６ｂは、クラッシャー５４の上方において開口し、外径切屑Ｃ１の排出を行う。
【００３３】
カバー部材５６は、下面に複数のキャスター５６ｃ及び複数の固定脚５６ｄを有している。固定脚５６ｄは、カバー部材５６に対して下方に伸縮可能である。従って、固定脚５６ｄを伸ばした場合、カバー部材５６が床に固定されてチップコンベア５２の位置が設定される。一方、固定脚５６ｄを縮めた場合、キャスター５６ｃによってカバー部材５６は移動可能となる。これにより、チップコンベア５２を工作機械本体１０に対して移動させることができる。なお、カバー部材５６を設置するか否かは任意であり、カバー部材５６が設置されなくてもよい。
【００３４】
図３は、チップコンベア５２に用いられる無端状連結体６０の一例を示す斜視図である。図３に示すように、チップコンベア５２の無端状連結体６０は、例えば、複数のプレート６０ａがヒンジ部６０ｂにより連結されて無端状に構成された連結体である。各プレート６０ａは、ヒンジ部６０ｂの軸部６０ｃを軸として互いに回転可能である。プレート６０ａのＸ方向の寸法は、例えば、カバー部材５６の切屑投入部５６ａのＸ方向の開口幅等に合わせて設定される。また、プレート６０ａのＺ方向の寸法は、任意に設定される。
【００３５】
無端状連結体６０のプレート６０ａの表面には、複数の突起が形成される（ディンプル加工される）が、形成されなくてもよい。複数のプレート６０ａのうちの一部には突出片６１が形成される。突出片６１は、例えば、金属製の板状片が用いられ、プレート６０ａの表面に溶接等によって固定される。突出片６１は、無端状連結体６０の幅に対してほほ同一寸法の長さを持つものが用いられる。また、突出片６０の高さは、無端状連結体６０を上方に傾斜させて移動する際（図１参照）、搬送する外径切屑Ｃ１を保持可能な高さに設定される。
【００３６】
突出片６１は、無端状連結体６０の長手方向に沿って一定間隔で形成される。なお、突出片６１は、Ｙ方向に突出した状態で固定されるが、例えば、無端状連結体６０の進行方向（図１での−Ｚ方向）に傾けた状態で固定してもよい。なお、突出片６１を形成するか否かは任意である。また、チップコンベア５２として、図３に示す無端状連結体６０を用いることに代えて、例えば、一部または全部をゴム製や布製のベルトが用いられてもよい。
【００３７】
図１及び図２に戻り、バケット５３は、チップコンベア５２の終端側、すなわちカバー部材５６の切屑排出部５６ｂの下方に配置される。バケット５３は、四角形の筒状であって上部５３ａの開口面積が広く、下部５３ｂの開口面積が次第に狭くなるように形成される。バケット５３は、チップコンベア５２から排出される外径切屑Ｃ１をクラッシャー５４に案内する。なお、バケット５３とカバー部材５６の切屑排出部５６ｂとの間は、パネル等で囲むようにしてもよい。
【００３８】
また、バケット５３の上部５３ａには、誘導パイプ５１の排出部５１ｂが接続される。これにより、誘導パイプ５１を介して排出される内径切屑Ｃ２は、バケット５３内に排出され、クラッシャー５４に案内される。このように、バケット５３に外径切屑Ｃ１及び内径切屑Ｃ２を排出することにより、両者を１台のクラッシャー５４に案内している。また、バケット５３の上部５３ａは、外径切屑Ｃ１の受け入れ部分や誘導パイプ５１の排出部５１ｂを除いて、蓋等で塞ぐようにしてもよい。
【００３９】
なお、バケット５３は、外径切屑Ｃ１及び内径切屑Ｃ２をクラッシャー５４に案内できるものであれば、その形状は任意である。また、バケット５３を配置するか否かは任意である。バケット５３を配置しない場合は、チップコンベア５２から排出される外径切屑Ｃ１を、下方に配置されるクラッシャー５４に直接投入してもよい。また、誘導パイプ５１の排出部５１ｂをクラッシャー５４の上方に配置することにより、内径切屑Ｃ２をクラッシャー５４に直接投入してもよい。
【００４０】
クラッシャー５４は、バケット５３を介して上方から投入された外径切屑Ｃ１及び内径切屑Ｃ２を粉砕して下方から排出する。クラッシャー５４は、例えば、複数のクラッシャーカッターを備える２本の回転軸を有し、互いのカッターが噛み合うように回転軸を配置している。この２本の回転軸を回転させることにより、クラッシャーカッターによって外径切屑Ｃ１及び内径切屑Ｃ２を噛み込んで粉砕する。
【００４１】
なお、クラッシャー５４としては、上記した構成に限定されず、外径切屑Ｃ１及び内径切屑Ｃ２を粉砕可能な各種構成が適用可能である。クラッシャー５４の動作は、例えば制御装置１９によって制御されるが、作業者によるマニュアル動作させてもよい。また、チップコンベア５２の駆動や、工作機械本体１０の動作に同期させ、外径切屑Ｃ１及び内径切屑Ｃ２の排出に合わせてクラッシャー５４を駆動させてもよい。
【００４２】
収容箱５５は、クラッシャー５４の下方に開口部５５ａを対向させて配置される。収容箱５５は、クラッシャー５４によって粉砕された外径切屑Ｃ１及び内径切屑Ｃ２の処理屑を開口部５５ａから内部へ収容する。収容箱５５の下面には、複数のキャスター５５ｂが形成される。従って、内部に処理屑を収容したまま、例えば、作業者等が収容箱５５を容易に移動させることができる。また、収容箱５５を電気モータ等やローダ装置等で移送して、収容した処理屑を他の処理設備等に搬送させてもよい。
【００４３】
図２に示すように、切屑処理装置５０は、矩形状に枠組みされたフレーム５７を備えている。フレーム５７は、中段部分に棚５７ａが形成されるとともに、上部に支持部５７ｂが形成される。棚５７ａには、クラッシャー５４が設置される。なお、棚５７ａには、クラッシャー５４で粉砕された処理屑を下方の収容箱５５に排出するための開口部を有している。支持部５７ｂには、操作盤１９ａが固定される。この操作盤１９ａは、図１に示す制御装置１９の一部または全部を構成するとともに、作業者によって切屑処理装置５０の動作を指示することができる。
【００４４】
フレーム５７は、下面に複数のキャスター５７ｃ及び複数の固定脚５７ｄを有している。固定脚５７ｄは、フレーム５７に対して下方に伸縮可能である。従って、固定脚５７ｄを伸ばした場合、フレーム５７は床に固定されてクラッシャー５４及びバケット５３の位置が設定される。一方、固定脚５７ｄを縮めた場合、フレーム５７は、キャスター５６ｃによって移動可能となる。これにより、クラッシャー５４及びバケット５３を工作機械本体１０またはチップコンベア５２に対して移動させることができる。なお、フレーム５７とチップコンベア５２のカバー部材５６とを連結させてもよい。これにより、切屑処理装置５０全体を工作機械本体１０に対して一体的に移動させることができる。
【００４５】
次に、上記した工作機械１００の動作について説明する。図４は、切屑処理装置５０を含む工作機械１００の動作を説明するフローチャートである。図４に示すように、まず、ローダ装置等によって加工前のワークＷが搬送され、チャック１２によって把持されることにより、主軸１１に対して所定位置にワークＷが保持される。続いて、駆動機構１６を駆動して主軸１１を回転させる。主軸１１とともにワークＷを回転させつつ、外径切削用ツール１３を予め制御装置１９等に設定された軌道により、または作業者のマニュアル操作により移動させる。これによりワークＷの外径Ｗ１が外径切削用ツール１３により切削される（ステップＳ１０１）。
【００４６】
外径切削用ツール１３によってワークＷの外径Ｗ１が切削されることにより、外径切屑Ｃ１が生じる。外径切屑Ｃ１は、ワークＷから落下し、カバー部材５６の切屑投入部５６ａを介してチップコンベア５２の無端状連結体６０上に載置される。続いて、チップコンベア５２の無端状連結体６０を駆動することにより、外径切屑Ｃ１は、無端状連結体６０によって切屑搬出部５２ｂに移送される（ステップＳ１０２）。外径切屑Ｃ１の移送途中から無端状連結体６０は上方に向けて進行する。この無端状連結体６０の傾斜によって外径切屑Ｃ１がずれ落ちるが、無端状連結体６０に形成された突出片６１によって係止されるため、外径切屑Ｃ１を確実に移送することができる。
【００４７】
また、ステップＳ１０１、Ｓ１０２と同時または別に、内径切削用ツール１４を予め制御装置１９等に設定された軌道により、または作業者のマニュアル操作により移動させる。これによりワークＷの内径Ｗ２が内径切削用ツール１４により切削される（ステップＳ１０３）。
【００４８】
内径切削用ツール１４によってワークＷの内径Ｗ２が切削されることにより、内径切屑Ｃ２が生じる。内径切屑Ｃ２は、ワークＷの内周部からチャック保持部２２の貫通穴２２ａ等を介して筒状部材１５に入りこむ。なお、ワークＷの内径Ｗ２を切削する際、内径切屑Ｃ２がほぼ一方向に螺旋状に形成されるように、特有の内径切削用ツール１４を使用してもよく、また内径切削用ツール１４による切削条件を設定してもよい。これにより、筒状部材１５や誘導パイプ５１等において内径切屑Ｃ２が詰まることを抑制できる。なお、筒状部材１５における内径切屑Ｃ２の移送は、内径切削用ツール１４による切削とともに行われる。
【００４９】
内径切削用ツール１４による切削加工に際して、供給装置２０が駆動され、供給管２０ａを介して環状部材１７内に気体Ｖが供給される。筒状部材１５を通過した内径切屑Ｃ２は、気体Ｖの圧力によって接続パイプ１８内を介して誘導パイプ５１内に入り込み、排出部５１ｂに向けて移送される（ステップＳ１０４）。なお、気体Ｖを供給するか否かは任意であり、内径切削用ツール１４による切削加工に際して供給装置２０を駆動させなくてもよい。
【００５０】
次に、外径切屑Ｃ１は、チップコンベア５２の切屑搬出部５２ｂから排出されて落下し、また、内径切屑Ｃ２は、誘導パイプ５１の排出部５１ｂから排出されてバケット５３により集められる（ステップＳ１０５）。バケット５３により集められた外径切屑Ｃ１及び内径切屑Ｃ２は、一台のクラッシャー５４の上方からに投入され、このクラッシャー５４により粉砕されて処理される（ステップＳ１０６）。
【００５１】
なお、クラッシャー５４の駆動は、チップコンベア５２の駆動や、工作機械本体１０の駆動に同期させてもよく、また作業者によるマニュアル操作によって適宜駆動させてもよい。また、バケット５３とクラッシャー５４との間に例えば開閉扉を配置させ、バケット５３内に一定量の外径切屑Ｃ１及び内径切屑Ｃ２が溜まった段階でクラッシャー５４を駆動し、開閉扉を開いて外径切屑Ｃ１及び内径切屑Ｃ２をクラッシャー５４に投入させてもよい。
【００５２】
このように、本実施形態によれば、移送部としてのチップコンベア５２からの外径切屑Ｃ１及び誘導導パイプ５１からの内径切屑Ｃ２の双方が１台のクラッシャー５４に投入されるので、複数台のクラッシャーを用いることと比較して切屑処理装置５０のコストの上昇を抑制できる。また、クラッシャー５４が１台でよいため、切屑処理装置５０の設置に大きなスペースを必要とせず、工作機械１００全体を小型化できる。
【００５３】
＜変形例＞
図５は、変形例に係る工作機械の概略を示している。なお、本変形例において、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略または簡略化する。また、図５では、要部のみを示しており、他の構成については図１及び図２に示す工作記載１００と同様の構成が用いられる。
【００５４】
図５に示すように、本変形例では、環状部材１７の−Ｚ側に筒状部材２４が固定される。筒状部材２４は、筒状部材１５とほぼ同様の外径及び内径を持つものが用いられるが、筒状部材１５と異なるものが用いられてもよい。筒状部材２４の長さは、後述するように、主軸１１の移動量に応じて設定される。筒状部材２４の−Ｚ側は、接続パイプ１８の内周側に差し込まれた状態となっている。筒状部材２４と接続パイプ１８とは固定されておらず、接続パイプ１８に対してＺ方向に筒状部材２４が摺動可能となっている。なお、筒状部材２４と接続パイプ１８との間は隙間が形成されてもよい。
【００５５】
本変形例では、筒状部材２４は、−Ｚ側の端部が位置Ａ１から位置Ａ２までの距離Ｌ１を移動可能である。これにより、主軸１１に保持されるワークＷは、筒状部材２４と同様にＺ方向に距離Ｌ１を移動可能である。従って、ワークＷを外径切削用ツール１３または内径切削用ツール１４で加工する際、外径切削用ツール１３等をＺ方向に移動させることに代えて、または外径切削用ツール１３等のＺ方向の移動とともに、ワークＷを回転させつつ、Ｚ方向に移動させることができる。なお、主軸１１のＺ方向の移動は、駆動機構１６によって行ってもよく、また、駆動機構１６とは別の不図示の駆動機構等により行ってもよい。また、ワークＷの移動量である距離Ｌ１は、接続パイプ１８や筒状部材２４のＺ方向の長さを変更することによって任意に設定可能である。
【００５６】
筒状部材２４が接続パイプ１８に対して移動した場合であっても、内径切屑Ｃ２は、筒状部材１５から筒状部材２４を介して接続パイプ１８に移送できる。また、環状部材１７からは気体Ｖが供給されるため、この気体Ｖの圧力によって内径切屑Ｃ２を効率よく筒状部材２４及び接続パイプ１８を介して誘導パイプ５１に移送することができる。
【００５７】
このように、本変形例によれば、上記した第１実施形態と同様に、外径切屑Ｃ１及び内径切屑Ｃ２の双方が１台のクラッシャー５４に投入されるので、切屑処理装置５０のコストの上昇を抑制できる。また、クラッシャー５４が１台でよいため、工作機械１００全体を小型化できる。また、本変形例では、ワークＷをＺ方向に移動させることができるので、外径切削用ツール１３等がＺ方向への移動機構を持たない場合でもワークＷに対してＺ方向の切削加工を行うことができる。また、外径切削用ツール１３等がＺ方向への移動機構を持つ場合でも、ワークＷに対してＺ方向に大きく外径切削用ツール１３等を移動させることができる。
【００５８】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る切屑処理装置の一例を備えた工作機械について図６を参照しながら説明する。図６は、第２実施形態に係る切屑処理装置１５０を備えた工作機械の概略を示している。なお、本実施形態において、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略または簡略化する。また、図６では、要部のみを示しており、他の構成については図１及び図２に示す工作機械１００と同様の構成が用いられる。
【００５９】
図６に示すように、切屑処理装置１５０は、誘導パイプ１５１を有している。誘導パイプ１５１は、工作機械本体１０に接続されるフランジ１５１ａと、チップコンベア５２に接続される排出部１５１ｂとを有する。フランジ５１ａは、図１に示す誘導パイプ５０と同様に、工作機械本体１０を囲むパネル２３に固定され、誘導パイプ１５１と接続パイプ１８とを接続している。図６では、パネル２３は省略している。排出部１５１ｂは、チップコンベア５２のカバー部材５６に接続される。なお、図６に示す誘導パイプ１５１は、フランジ１５１ａから排出部１５１ｂにかけて内径を縮小して記載しているが、これに限定されず、内径を変えないものや、内径を拡大するものであってもよい。
【００６０】
誘導パイプ１５１の排出部１５１ｂは、カバー部材５６の傾斜部分に掲載された開口部５６ｅに接続される。これにより、内径切屑Ｃ２は、チップコンベア５２の無端状連結体６０上に排出され、外径切屑Ｃ１とともに移送されてバケット５３に排出され、クラッシャー５４により処理される。なお、誘導パイプ１５１の排出部１５１ｂを図６に示すようなカバー部材５６の傾斜部分に接続させることに限定されない。例えば、チップコンベア５２のさらに上部の位置に接続してもよく、また、無端状連結体６０が水平方向に移動する部分に接続してもよい。
【００６１】
内径切屑Ｃ２は、供給装置２０によって供給される気体Ｖの圧力によって移送される点は、第１実施形態と同様である。ただし、本実施形態の場合、誘導パイプ１５１による内径切屑Ｃ２の排出先が無端状連結体６０上であるため、気体Ｖに代えて水やオイル等の液体が用いられてもよい。液体の圧力によって内径切屑Ｃ２が移送された場合、液体は無端状連結体６０上に排出されるため、クラッシャー５４に液体が投入されることを防止できる。
【００６２】
内径切屑Ｃ２の移送に液体を用いる場合、図６に示すように、供給装置１２０によってワークＷ側から液体Ｖ１を供給してもよい。この液体Ｖ１としては、ワークＷの内径Ｗ２を冷却するための冷却液が用いられてもよい。これにより、内径切削ツール１４がワークＷの内径Ｗ２を切削する際に効率よく冷却することができるとともに、この冷却液の圧力によって内径切屑Ｃ２を誘導パイプ１５１に向けて移送させることができる。なお、液体Ｖ１は、内径切削ツール１４の一部（例えばシャンク１４ａ）から内径Ｗ２に供給されてもよい。また、供給装置１２０から気体Ｖが供給されてもよい。
【００６３】
このように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、外径切屑Ｃ１及び内径切屑Ｃ２の双方が１台のクラッシャー５４に投入されるので、切屑処理装置１５０のコストの上昇を抑制できる。また、クラッシャー５４が１台でよいため、工作機械全体を小型化できる。また、本実施形態では、誘導パイプ１５１の排出部１５１ａがチップコンベア５２に接続されている。これにより、誘導パイプ１５１から排出される内径切屑Ｃ２は、チップコンベア５２によって外径切屑Ｃ１とともに移送されるので、外径切屑Ｃ１及び内径切屑Ｃの双方をクラッシャー５４に確実に移送させることができる。
【００６４】
また、内径切屑Ｃ２は、チップコンベア５２に排出されるので、内径切屑Ｃ２を移送させる流体として液体を用いた場合でもクラッシャー５４に液体が投入されることを防止できる。また、本実施形態に係る切屑処理方法は、図４に示すフローチャートとほぼ同様である。ただし、図４のステップＳ１０５において、外径切屑Ｃ１及び内径切屑Ｃ２を集める個所が、第１実施形態ではバケット５３であるのに対して、本実施形態ではチップコンベア５２である点で相違する。
【００６５】
以上、実施形態及び変形例について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記した実施形態及び変形例では、主軸１１の回転軸方向をＺ方向に平行としているが、これに限定されず、例えば、主軸１１の＋Ｚ側端部を上方（＋Ｙ方向）に持ち上げて、主軸１１を傾斜させるようにしてもよい。これにより、筒状部材１５は誘導パイプ５１に向けて下り傾斜となるので、内径切屑Ｃ２は、自重によって筒状部材１５を通過し、誘導パイプ５１、１５１に効率よく導くことが可能となる。その結果、接続パイプ１８等に供給される気体Ｖを不要または圧力の低減が可能となり、運転コストを低減できる。
【００６６】
また、上記した実施形態及び変形例において、内径切屑Ｃ２を直線的に補正するための切屑補正部が設けられてもよい。この場合、切屑補正部は、筒状部材１５に入りこむ前の内径切屑Ｃ２が直線状となるように成形するための成形機構を備える。この成形機構によって内径切屑Ｃ２が直線状に補正されることにより、筒状部材１５や誘導パイプ５１等で内径切屑Ｃ２が詰まることを抑制できる。なお、切屑補正部は、内径切削用ツール１４に付属して設置されてもよい。
【００６７】
また、上記した実施形態及び変形例において、供給装置２０による気体Ｖの供給に代えて、例えば、誘導パイプ５１の排出部５１ｂから内部を吸引する吸引装置が配置されてもよい。この吸引装置によって、筒状部材１５や誘導パイプ５１内の内径切屑Ｃ２は、排出部５１ｂに向けて引き寄せられ、バケット５３に排出させることができる。また、吸引装置による誘導パイプ５１内等の吸引に加えて、供給装置２０による気体Ｖの供給を行ってもよい。
【００６８】
また、上記した実施形態及び変形例では、切屑処理装置５０、１５０の移送部として１台のチップコンベア５２が用いられるが、これに代えて複数台のチップコンベアが用いられ、これらチップコンベアを接続するものでもよい。また、切屑処理装置５０、１５０の移送部として無端状連結体６０を有するチップコンベア５２が用いられることに限定されず、例えば、スクリューコンベア等の他の搬送装置が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
Ｃ１・・・外径切屑
Ｃ２・・・内径切屑
Ｗ・・・ワーク
１０・・・工作機械本体
１１・・・主軸
１３・・・外径切削用ツール（ツール）
１４・・・内径切削用ツール（ツール）
２０、１２０・・・供給装置
５０、１５０・・・切屑処理装置
５１、１５１・・・誘導パイプ
５２・・・チップコンベア（移送部）
５３・・・バケット
５４・・・クラッシャー
５５・・・収容箱
６０・・・無端状連結体
６０ａ・・・プレート
６０ｂ・・・ヒンジ部
１００・・・工作機械
【図１】
2015077659.tif 000003
【図２】
2015077659.tif 000004
【図３】
2015077659.tif 000005
【図４】
2015077659.tif 000006
【図５】
2015077659.tif 000007
【図６】
2015077659.tif 000008