(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工室を覆う固定カバーと移動カバーとを備える工作機械の前記加工室に連通し、前記加工室内のミストを吸引する吸引部と、
前記移動カバーの開口度に応じて、前記吸引部の吸引量を変化させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記開口度が大きくなるにつれて前記吸引部の前記吸引量を増加させることを特徴とする、ミスト回収装置。
【請求項２】
前記吸引部は、前記加工室内と前記加工室外を連通させるダクトを含み、
前記ダクトは、前記加工室内に開口する開口部を有し、
前記開口部は、前記加工室内の、前記固定カバー又は前記移動カバーの開口開始端近傍に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のミスト回収装置。
【請求項３】
前記開口部は、網目状の部材によって覆われていることを特徴とする、請求項２に記載のミスト回収装置。
【請求項４】
前記加工室内に配置された湿度センサを有し、
前記制御部は、前記湿度センサが検出する前記加工室内の湿度に応じて、前記吸引部の前記吸引量を変化させることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のミスト回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミスト回収装置、特に工作機械に設置されたミスト回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の加工室内でクーラントを使用してワークを加工すると、加工によって温められたクーラントがミストとなって加工室内に充満する。そのため、加工終了直後に加工室のドアを開口すると、ミストが工作機械外へ放出される。このようなミストは、人体に悪影響を与え、また、工作機械外で冷えて液体に戻ると、工場の床面に付着し、工場内を汚損するという問題がある。
この問題を解決するために、加工室のドアが開けられたとき、ミストが工作機械外へ飛散することを防止する装置が提供されている。このような装置は、様々な方法を利用したものが提供されており、例えば、ドアが開けられたときに電磁弁を開放してエアを放出し、開口部を覆うエアカーテンを形成することでミストの工作機械外への放出を防ぐ装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−３６７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された装置は、ドアの開口度に関係なく出力が一定であるため、消費エネルギーもドアの開口度に関係なく一定である。従って、ドアの開口度がわずかであって、ミストが工作機械外へ放出されにくい場合であっても一定のエネルギーを消費することとなり、エネルギー効率が悪いという問題があった。
【０００５】
そのため、本発明の目的は、少ない消費エネルギーで、ミストの工作機械外への放出を防ぐことが可能なミスト回収装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るミスト回収装置は、
加工室を覆う固定カバーと移動カバーとを備える工作機械の前記加工室に連通し、前記加工室内のミストを吸引する吸引部と、
前記移動カバーの開口度に応じて、前記吸引部の吸引量を変化させる制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように構成されたミスト回収装置は、少ない消費エネルギーで、ミストの工作機械外への放出を防ぐことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１に係るミスト回収装置が取り付けられている工作機械の斜視図であって、移動カバーが閉鎖されている図である。
【図２】実施形態１に係るミスト回収装置が取り付けられている工作機械の斜視図であって、移動カバーが開口されている図である。
【図３】工作機械に取り付けられた実施形態１に係るミスト回収装置の構成を示すブロック図である。
【図４Ａ】実施形態１に係るミスト回収装置の制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図４Ｂ】実施形態１に係るミスト回収装置の制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】実施形態２に係るミスト回収装置が取り付けられている工作機械の斜視図であって、移動カバーが開口されている図である。
【図６】工作機械に取り付けられた実施形態２に係るミスト回収装置の構成を示すブロック図である。
【図７Ａ】実施形態２に係るミスト回収装置の制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図７Ｂ】実施形態２に係るミスト回収装置の制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図７Ｃ】実施形態２に係るミスト回収装置の制御処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための実施形態や実施例を説明する。なお、以下に説明するミスト回収装置は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。
各図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付している場合がある。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態や実施例に分けて示す場合があるが、異なる実施形態や実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。後述の実施形態や実施例では、前述と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態や実施例ごとには逐次言及しないものとする。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張して示している場合もある。
【００１０】
１．実施形態１
図１から図３を参照して、本実施形態に係るミスト回収装置１、及び、ミスト回収装置１が設置されている工作機械１００について説明する。図１は、実施形態１に係るミスト回収装置１が取り付けられている工作機械１００の斜視図であって、移動カバー１０６が閉鎖されている図である。図２は、実施形態１に係るミスト回収装置１が取り付けられている工作機械１００の斜視図であって、移動カバー１０６が開口されている図である。
最初に、工作機械１００について説明する。
【００１１】
図１及び図２に示すように、工作機械１００は、刃物台１０８と加工室１０２を覆う固定カバー１０４及び移動カバー１０６とを備える。移動カバー１０６は、スライド式の扉である。移動カバー１０６は、刃物台１０８が配置される加工室１０２を開放又は閉鎖する。移動カバー１０６の開口側端部１０６ａは、移動カバー１０６が加工室１０２を閉鎖しているとき、固定カバー１０４の扉枠１０４ａと密着している。加工室１０２内では、刃物台１０８に装着されている工具１０８ａによりワーク１２０が加工される。工作機械１００は、例えば、ＮＣ制御によって制御される。加工室１０２内には、切削液吐出部１１０が設けられており、ワーク１２０が加工される間、切削液吐出部１１０から切削液が放出される。切削液は、例えば、不水溶性切削油、水溶性エマルジョン、水溶性ソリューションが用いられる。
【００１２】
次に、本実施形態に係るミスト回収装置１について説明する。
図３に示すように、ミスト回収装置１は、吸引部２と制御部１０とを備える。制御部１０は、工作機械制御部１１２から信号を受け取り、該信号に基づき吸引部２の制御を行う。
【００１３】
（吸引部）
吸引部２は、ダクト４と吸引駆動部６とを有する。
ダクト４は、加工室１０２内に開口する開口部４ａを有しており、加工室１０２内を加工室１０２外に連通させている。加工室１０２外は、例えば、工作機械１００外の空間等である。加工室１０２内のミストは、吸引駆動部６の作動により、ダクト４を介して加工室１０２外に排出される。開口部４ａは、加工室１０２の内側面１０２ａに設けられている。好ましくは、開口部４ａは、加工室１０２内の上方であって、かつ加工室１０２の開口開始側（図２における右側）の内側面に設けられる。開口部４ａの形状は、例えば直径が約１０ｃｍ〜３０ｃｍの円形である。開口部４ａは、網目状のカバー部材８で覆われている。カバー部材は、加工中に生じた切りくずがダクト４内に吸引されることを防ぐために設けられている。
吸引駆動部６は、例えば電気モータとシロッコファン、ターボファンをはじめとする既知の任意のファンから構成され、モータの駆動によりファンが回転し、加工室１０２内のミストを吸引する。ファンの容量としては、４ｍ３／ｍｉｎ〜９０ｍ３／ｍｉｎを例示できる。
【００１４】
（制御部）
制御部１０は、工作機械制御部１１２から切削液の供給の開始／停止についての信号、及び移動カバー１０６の位置Ｘに基づく開口度ａについての信号を受け取る。制御部１０は、工作機械制御部１１２から受信した信号に応じて吸引駆動部６の駆動を制御することで、吸引部２によるミストの吸引開始／停止の制御、及び吸引部２によるミストの吸引量Ｑの増減を制御する。
具体的には、制御部１０は、
（１）切削液の供給開始の信号を受け取ると、吸引駆動部６の駆動を開始させ、吸引部２によるミストの吸引を開始させる；
（２）切削液の供給停止の信号を受信後、所定時間経過前に移動カバー１０６が開けられた場合、移動カバー１０６の開口度ａに応じて吸引部２の吸引量Ｑを決定して、その吸引量Ｑに応じて吸引駆動部６を制御し、さらに開口度ａ＝０の信号を受信し、所定の条件（例えば、所定時間が経過、湿度が所定値以下等）を満たすと、吸引駆動部６の駆動を停止させ、吸引部２によるミストの吸引を停止させる；
（３）切削液の供給停止の信号を受信後、所定時間経過後に移動カバー１０６が開けられた場合、吸引駆動部６の駆動を停止させ、吸引部２によるミストの吸引を停止させる。
【００１５】
移動カバー１０６の開口度ａは、移動カバー１０６の位置Ｘに応じて決定される。移動カバー１０６の位置Ｘは、移動カバー１０６の開口側端部１０６ａの位置である。移動カバー１０６が閉じられているときの開口側端部１０６ａの位置Ｘを０とし、移動カバー１０６が全開のときの開口側端部１０６ａの位置ＸをＸｍａｘすると、Ｘ＝０のとき開口度ａは０であり、Ｘ＝Ｘｍａｘのとき開口度ａは１００である。開口側端部１０６ａの位置Ｘと開口度ａは比例関係にある。制御部１０は、移動カバー１０６の開口度ａが大きくなるにつれて、吸引部２の吸引量Ｑを増加させ、開口度ａが小さくなるにつれて、吸引部２の吸引量Ｑを減少させる。
【００１６】
吸引部２による吸引量Ｑ（ｍ３／ｍｉｎ）は、開口領域１１４の面積Ｓ（ｍ２）及び開口領域１１４から放出されるミストの速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）から決定される。なお、開口領域１１４とは、移動カバー１０６が開けられたとき、移動カバー１０６と固定カバー１０４とにより形成される領域である。開口領域１１４の面積Ｓ（ｍ２）は、開口領域１１４の幅Ｗ（移動カバー１０６の位置Ｘに相当）（ｍ）と、開口領域１１４の奥行きＤ（ｍ）と、開口領域１１４の高さＨ（ｍ）とから、Ｓ（ｍ２）＝Ｗ（ｍ）×（Ｄ（ｍ）＋Ｈ（ｍ））により算出される。ミストの速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）は、加工室１０２の容量に応じて、０．２５ｍ／ｓｅｃ以上０．５ｍ／ｓｅｃ以下と設定される。これら面積Ｓ（ｍ２）及び速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）から、吸引量Ｑは、Ｑ（ｍ３／ｍｉｎ）＝Ｓ（ｍ２）×Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）×６０により算出される。
【００１７】
図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら、本実施形態に係るミスト回収装置１の制御フローの一例を説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、実施形態１に係るミスト回収装置の制御処理の一例を示すフローチャートである。
【００１８】
図４Ａのフローチャートにおいて、まず、切削液の供給が開始されるか否かを判断する（ステップＳ２）。切削液の供給が開始されたか否かは、工作機械制御部１１２からの信号に基づいて判断される。この判断で、供給開始ではない（ＮＯ）と判別したときは、ステップＳ２の判断処理を繰り返す。つまり、供給開始が検知されるまで待機状態になっている。ステップＳ２の判断で、供給開始（ＹＥＳ）と判別したときは、制御部１０は、吸引駆動部６の駆動を開始させる（ステップＳ４）。このときの吸引量Ｑは初期吸引量Ｑ０である。
【００１９】
次に、切削液の供給が停止されたか否かを判断する（ステップＳ６）。切削液の供給が停止されたか否かは、工作機械制御部１１２からの信号に基づいて判断される。この判断で、供給停止ではない（ＮＯ）と判別したときは、ステップＳ６の判断処理を繰り返す。ステップＳ６の判断で、供給停止（ＹＥＳ）と判別したときは、続いて、移動カバー１０６が開口されたか否か判断する（ステップＳ８）。移動カバー１０６が開口されたか否か判断は、工作機械制御部１１２から開口度ａ≠０の信号を受け取ったか否かで判断される。ステップＳ８で移動カバー１０６が開口されていない（ＮＯ）と判別したとき（制御部１０がａ≠０の信号を受信しないとき）は、所定の時間ｔが経過したか否かを判断する（ステップＳ７）。ステップＳ７で所定の時間ｔが経過していない（ＮＯ）と判断した場合は、ステップＳ８を繰り返す。ステップＳ７で所定の時間ｔが経過した（ＹＥＳ）と判断した場合は、吸引駆動部６の駆動を停止し、ミストの吸引を停止する（ステップＳ２８）。ステップＳ８で移動カバー１０６が開口された（ＹＥＳ）と判別したとき（制御部１０がａ≠０の信号を受信したとき）は、移動カバー１０６の開口度ａに応じて、吸引部２が吸引するミストの吸引量Ｑを決定する（ステップＳ１０）。
【００２０】
次に、移動カバー１０６が停止したか否かを判断する（ステップＳ１２）。これは、開口度ａが一定値を維持するようになったか否かで判断される。ステップＳ１２で移動カバー１０６が停止していない（ＮＯ）と判断した場合（ａ≠一定値）は、ステップＳ１０とステップＳ１２とを繰り返す。ステップＳ１２で移動カバー１０６が停止した（ＹＥＳ）と判断した場合（ａ＝一定値）は、そのときの開口度ａに応じた吸引量Ｑを維持する（ステップＳ１４）。
【００２１】
次に、移動カバー１０６が再度動かされたか否かを判断する（ステップＳ１６）。これは、開口度ａが変更されたか否かで判断される。ステップＳ１６で移動カバー１０６が動かされていない（ＮＯ）と判断された場合（ａ＝一定値）は、ステップＳ１６を繰り返す。ステップＳ１６で移動カバー１０６が動かされた（ＹＥＳ）と判断された場合（ａ≠一定値）は、開口度ａに応じて、吸引部２が吸引するミストの吸引量Ｑを変更する（ステップＳ１８）。
【００２２】
次に、移動カバー１０６が停止したか否かを判断する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０で移動カバー１０６が停止していない（ＮＯ）と判断した場合（ａ≠一定値）は、ステップＳ２８とステップＳ２０とを繰り返す。ステップＳ２０で移動カバー１０６が停止した（ＹＥＳ）と判断した場合（ａ＝一定値）は、移動カバー１０６が閉鎖状態か否を判断する（ステップＳ２２）。移動カバー１０６が閉鎖状態とは、すなわち、開口度ａ＝０のときである。ステップＳ２２で移動カバー１０６が閉鎖状態でない（ＮＯ）と判断した場合（ａ≠０）は、ステップＳ１４からステップＳ２２を繰り返す。ステップＳ２２で移動カバー１０６が閉鎖状態である（ＹＥＳ）と判断した場合（ａ＝０）は、吸引量Ｑを初期吸引量Ｑ０に戻す（ステップＳ２４）。
【００２３】
次に、所定の時間ｔが経過したか否かを判断する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６で所定の時間ｔが経過していない（ＮＯ）と判断した場合は、ステップＳ２６を繰り返す。ステップＳ２６で所定の時間ｔが経過した（ＹＥＳ）と判断した場合は、吸引駆動部６の駆動を停止し、ミストの吸引を停止する（ステップＳ２８）。
【００２４】
以上のように構成されたミスト回収装置１は、加工室１０２を覆う固定カバー１０４と移動カバー１０６とを備える工作機械１００の加工室１０２に連通し、前記加工室１０２内のミストを吸引する吸引部２と、前記移動カバー１０６の開口度ａに応じて、前記吸引部２の吸引量Ｑを変化させる制御部１０と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
（効果）
上記のミスト回収装置１では、制御部１０が、移動カバー１０６の開口度ａに応じて吸引部２の吸引量Ｑを変更する。これにより、移動カバー１０６の開口度ａに応じてミスト回収装置１の消費エネルギーを変更することができ、過剰な消費エネルギーを低減することができる。
【００２６】
さらに、ダクト４の開口部４ａが固定カバー１０４又は移動カバー１０６の開口側端部１０６ａ近傍に取り付けられている。これにより、開口側端部１０６ａ近傍のミストが特に回収されやすくなり、移動カバー１０６が開けられたとき、加工室１０２外へのミストの放出を抑止することができる。
【００２７】
また、ダクト４の開口部４ａが網目状のカバー部材８で覆われていることによって、吸引部２が加工室１０２内を舞う切りくず等を吸引することを防ぐことができる。
【００２８】
２．実施形態２
次に、図５及び図６を参照しながら、本発明の実施形態２に係るミスト回収装置２０１を説明する。図５は、実施形態２に係るミスト回収装置２０１が取り付けられている工作機械１００の斜視図であって、移動カバーが開口されている図である。図６は、工作機械１００に取り付けられた実施形態２に係るミスト回収装置２０１の構成を示すブロック図である。
実施形態２に係るミスト回収装置２０１は、湿度センサ１２を備えている点で実施形態１に係るミスト回収装置１と異なる。
【００２９】
図５に示すように、湿度センサ１２は、加工室１０２内に配置されている。また、図６に示すように、湿度センサ１２は、加工室１０２内の湿度についての信号を制御部１０に送る。制御部１０は、湿度センサ１２が検出する加工室１０２内の湿度に応じて、吸引部２の吸引量Ｑを変更する。
【００３０】
図７Ａから図７Ｃに本発明の実施形態２に係るミスト回収装置２０１の制御処理の一例を示すフローチャートを示す。
本実施形態に係るミスト回収装置２０１の制御処理は、初期吸引量Ｑ０でミストを吸引するとき（ステップＳ２０４及びステップＳ２３２参照）と、開口度ａに応じて吸引量Ｑを変更するとき（ステップＳ２１２、ステップＳ２１８、及びステップＳ２２４参照）とに、湿度センサ１２が測定した加工室１０２内の湿度に応じて吸引量Ｑの補正を行う（ステップＳ２０６、ステップＳ２１４、ステップＳ２２０、ステップＳ２２６、及びステップＳ２３４参照）点で実施形態１に係るミスト回収装置１の制御処理と異なる。補正方法は、例えば、湿度に比例させて吸引量Ｑを増減させる方法、測定された湿度と任意の基準値との差分に比例させて吸引量Ｑを増減させる方法、湿度が任意の上限閾値を超えていた場合、吸引量Ｑを所定量増加させる方法、湿度が任意の下限閾値を超えていた場合、吸引量Ｑを所定量減少させる方法等がある。
【００３１】
なお、図示したステップＳ２３６では、所定の時間ｔが経過したか否かを判断したが、これに限られるものではない。例えば、加工室１０２内の湿度が所定の湿度ｙ以下になったか否かを判断し、所定の湿度ｙ以下になった（ＹＥＳ）と判断した場合に、吸引駆動部６の駆動を停止し、ミストの吸引を停止してもよい。
また、湿度による吸引量Ｑの補正を行うステップＳ２０６、ステップＳ２１４、ステップＳ２２０、ステップＳ２２６、及びステップＳ２３４は、これら５つのステップ全てが実施されなくてもよい。例えば、５つのステップのうち少なくとも１つのステップを含んでもよい。ただし、ステップＳ２０６は、実施されることが特に望ましい。さらに、湿度による吸引量Ｑの補正ステップは、上記で示したタイミング以外で行われてもよい。
【００３２】
（効果）
上記のミスト回収装置２０１は、加工室１０２内の湿度に応じて吸引部２の吸引量Ｑを補正する。これにより、加工室１０２内に充満しているミストを効率的に回収することができる。
【００３３】
なお、実施形態１及び実施形態２では、ミスト回収装置１、２０１が制御部１０を備えていたが、これに限られるものではない。たとえば、ミスト回収装置１、２０１は制御部１０を有さず、工作機械制御部１１２が上述した制御部１０の機能を備えていてもよい。
【００３４】
なお、実施形態１を示した図２及び実施形態２を示した図５では、工作機械１００が旋盤機械として図示されているが、これに限られるものではない。工作機械１００は、例えばマシニングセンタや研削機械を含む、任意の種類の工作機械であってよい。
【００３５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、開示内容は構成の細部において変化してもよく、実施形態における要素の組合せや順序の変化等は請求された本発明の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。
【符号の説明】
【００３６】
１、２０１  ミスト回収装置
２  吸引部
４  ダクト
４ａ  開口部
６  吸引駆動部
８  カバー部材
１０  制御部
１２  湿度センサ
１００  工作機械
１０２  加工室
１０２ａ  内側面
１０４  固定カバー
１０４ａ  扉枠
１０６  移動カバー
１０６ａ  開口側端部
１０８  刃物台
１０８ａ  工具
１１０  切削液吐出部
１１２  工作機械制御部
１１４  開口領域
１２０  ワーク
ａ  開口度
ｔ  時間
ｙ  湿度
Ｄ  奥行き
Ｈ  高さ
Ｑ  吸引量
Ｑ０  初期吸引量
Ｗ  幅
Ｘ  位置
【要約】
【課題】  少ない消費エネルギーで、ミストの工作機械外への放出を防ぐことが可能なミスト回収装置を提供する。
【解決手段】  加工室を覆う固定カバーと移動カバーとを備える工作機械の加工室に連通し、前記加工室内のミストを吸引する吸引部と、前記移動カバーの開口度に応じて、前記吸引部の吸引量を変化させる制御部と、を備えることを特徴とする、ミスト回収装置を提供する。
【選択図】図３【図１】
0006764506.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006764506.tif 000004
【図４Ａ】
0006764506.tif 000005
【図４Ｂ】
0006764506.tif 000006
【図５】
0006764506.tif 000007
【図６】
0006764506.tif 000008
【図７Ａ】
0006764506.tif 000009
【図７Ｂ】
0006764506.tif 000010
【図７Ｃ】
0006764506.tif 000011